Роевой интеллект или как муравьи находят дорогу.

По одному муравьи не отличаются интеллектом. Отдельный муравей не в состоянии принять ни малейшего решения. Дело в том, что он устроен крайне примитивно: все его действия сводятся к элементарным реакциям на окружающую обстановку и своих собратьев. Муравей не способен анализировать, делать выводы и искать решения.

Муравей как логический элемент.

Однако муравьи существуют на планете более 100 миллионов лет, строят огромные жилища,ведут войны и вообще прекрасно себя чувствуют как вид. В сравнении с полной беспомощностью отдельных особей, достижения муравьев кажутся немыслимыми.

Добиться таких успехов муравьи способны благодаря особому механизму коммуникаций, благодаря которому их колонии обладают “роевым интеллектом” который формируется из всех членов муравьиной колонии.

Точное определение роевого интеллекта всё еще не сформулировано. В целом, он должен представлять собой многоагентную систему, которая бы обладала самоорганизующимся поведением, которое, суммарно, должно проявлять некоторое разумное поведение.

Особи, составляющие колонию, не должны быть умными: они должны лишь взаимодействовать по определенным – крайне простым – правилам, и тогда колония целиком будет эффективна.

Каждый из муравьев обладает информацией только о локальной обстановке, не один из них не имеет представления обо всей ситуации в целом – только о том, что узнал сам или от своих сородичей, явно или неявно.

Разумность всей колонии основана на простых решениях, которые принимает каждый муравей в отдельности, таких как “убежать или вступить в бой”, “идти за едой или пока не стоит”, “по какой дороге лучше идти”.

Чтобы действовать как одно целое, муравьи делятся друг с другом информацией о принятых решениях. Для этого они выделяют пахучие вещества – феромоны, а источник запаха и его интенсивность различают парными усиками.

Рассмотрим одну из повседневных муравьиных задач – поиск и выбор пути до пищи.

Было давно замечено, что из всех существующих маршрутов к источнику пищи, муравьи используют наиболее короткий. Алгоритм поиска кратчайшего пути состоит из нескольких этапов:
  • Отправляясь на поиски пищи, муравей оставляет за собой след из феромонов, который не даёт ему заблудиться;
  • Найдя еду, муравей по проторённой дороге спешит обратно в муравейник, обновляя феромонный след, чтобы оповестить сородичей о находке.
  • Почуяв феромоны, другие муравьи устремляются тем же путём, тем самым увеличивая количество феромонных отметин на нём.
  • Если к пище есть несколько маршрутов, то за одинаковое время по короткому пройдут больше муравьёв, чем по длинному. Кратчайший путь, отмеченный феромонами пахнет сильнее остальных, и автоматически становится самым привлекательным.
  • Через некоторое время феромоны начинают испаряться. Чем больше времени занимает дорога до еды и обратно – тем меньше феромонов на ней остаётся. Невыгодные длинные пути исчезают первыми.
В науке существует направление “Природные вычисления”, объединяющее природные алгоритмы принятия решений и математические методы вычислений. Круг задач, решаемых с помощью природных вычислений, достаточно широк. Например, алгоритм поиска пищи, заимствованный у муравьев, широко используется для оптимизации маршрутов трафика и создания сетей телекоммуникации.

Когда вы с помощью навигатора ищете короткий маршрут из точки А в точку В – программа находит его с помощью муравьиного алгоритма.

Уважайте муравьев, у них много шансов пережить человечество..

 

Странно, но факт – этот пост прочитали (45) раз!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *