Людські команди часто руйнуються під власною вагою. Якщо додати до проекту дуже багато людей, ви отримаєте хаос. Ми схильні вірити старій приказці: «Занадто багато кухарів псують бульйон».
Але мурахи не знають таких правил.
Навпаки, вони стають ефективнішими.
Офер Фейнерман, фахівець з поведінкової екології з Інституту Вейцмана, почав спостерігати, як мурахи тягнуть їжу несиметричної форми назад у гніздо. Це виглядало напрочуд ефективно. Настільки, що він запитав: правило «занадто багато кухарів» взагалі застосовується до комах?
Відповідь, опублікована в журналі “Journal of the Royal Society Interface”, виявилася негативною.
Додавання нових мурах до групи — це прирост робочої сили. Це — розширення можливостей. Великі групи здатні вирішувати складні завдання, із якими маленькі загони просто справляються.
Як мурахи масштабують свій інтелект
Щоб перевірити це, дослідники не просто насипали цукор мурах. Вони створили спеціальне завдання.
Команда роздрукувала на 3D-принтері об’єкти певної форми та ваги. Щоб довгі роги божевільних мурах (Paratrechina longicornis) зацікавилися ними, предмети на ніч поміщали в котячий корм. Запах був непереборним.
Потім почалися лабіринти.
Лазерне різання створило лабіринти різної складності. Мурах поміщали всередину. Ключовим моментом тут була контрольованість. Вага об’єктів пропорційно збільшувалася разом із числом мурах.
Навіщо? Щоб ізолювати фактор кооперації. Якби навантаження зростало, а число мурах залишалося колишнім, вимірювалася б лише стомлюваність. Масштабуючи обидва параметри, команда Фейнермана змогла виміряти саме координацію.
Вони залишили приманки у лабіринтах біля гнізд та розпочали зйомку.
Які групи процвітають?
Невеликі лабіринти? Легко.
Практично всі групи, незалежно від кількості, впевнено проходили прості маршрути з невеликими об’єктами. Жодної явної переваги для великих груп тут не спостерігалося.
Але варто змінити умови, як динаміка змінюється.
Ускладнити лабіринт. Збільште вагу вантажу. Раптом маленькі групи губляться. Вони можуть синхронізувати свої дії. А ось великі групи процвітають.
Великі колонії мурах виявилися значно ефективнішими.
Це підтвердилося навіть коли у гру вступила гравітація. Коли маневри вимагали врахування фізичних сил, а не лише грубої сили, великі групи знову показали найкращі результати.
Справа не лише в силі. Справа у розподіленому вирішенні проблем.
Чи можуть машини наслідувати мурашину мудрість?
Команда Фейнермана не обмежилася біологією. Вони провели комп’ютерні симуляції.
Чи зможуть програми машинного навчання пройти ті ж лабіринти, застосовуючи фізичні теорії та розрахунки сил?
Результати дали уявлення про те, чому колонії такі ефективні.
Прості моделі, засновані лише на гравітації, спрацювали для найпростіших головоломок. Як висловився Фейнерман:
«Якщо нахилити лабіринт і потрясти його, навантаження зрештою випаде».
Це фізика. Передбачувана. Статична.
Але у складних лабіринтах прості гравітаційні моделі зазнали невдачі.
Для вирішення складніших сценаріїв у симуляцію довелося ввести властивості, що нагадують поведінку мурах. Насамперед — розподілений характер. Гравітація діяла не так на один центр мас, але в різні точки об’єкта з інтервалом кілька секунд.
Мурахи не роблять складних розрахунків. Вони реагують. Локально. Одночасно.
Чому це не «роєвий розум»
Тут криється пастка: спостереження за спільною роботою мурах створює відчуття єдиного мозку.
Легко назвати це роєвою свідомістю. Колективним розумом.
Дослідження Фейнермана заперечують цей стереотип.
Симуляції показали, що мурахи не використовують складний когнітивний апарат. Вони дотримуються простих правил.
«Мурашкам не потрібне таке [зовнішнє] налаштування, і вони використовують одні й самі правила… без будь-якої зовнішньої інформації».
Порівняйте це із програмами машинного навчання. Їм потрібно зовнішнє втручання. Розробникам доводилося коригувати код, залежно від конкретного лабіринту.
Мурахи? Вони просто йшли.
Результатипідтверджують, що колонії мурах масштабують свою винахідливість в залежності від розміру. Але це емерджентна поведінка (якість, що виникає), а не централізований інтелект. Кожна мурашка діє випадково. Неусвідомлено.
Вони покладаються на локальні взаємодії.
Ця відмінність важлива для штучного інтелекту. Ми часто шукаємо людську логіку у наших алгоритмах. Але мурахи пропонують інший шлях. Шлях, який вимагає центрального командира. Або програміста.
Просто правила. І кількість.
Лабіринт все ще відкрито. Питання, чи зможуть наші поточні моделі співпраці адаптуватися до цього хаотичного, розподіленого ефективного механізму. Або ми продовжимо намагатися утісняти квадратні кілочки у круглі отвори.
Мурахи вже знають відповідь. Ми лише наздоганяємо їх.
