Lidské týmy se často hroutí vlastní vahou. Pokud do projektu přidáte příliš mnoho lidí, skončíte v chaosu. Máme tendenci věřit starému přísloví: „Příliš mnoho kuchařů kazí vývar“.
Mravenci ale taková pravidla neznají.
Naopak se stávají efektivnějšími.
Ofer Feinerman, behaviorální ekolog z Weizmann Institute of Science, začal pozorovat, jak mravenci nesou asymetricky tvarovanou potravu zpět do hnízda. Vypadalo to úžasně efektivně. Natolik, že se divil: Platí pravidlo „příliš mnoho kuchařů“ i pro hmyz?
Odpověď zveřejněná v Journal of the Royal Society Interface byla negativní.
Přidání nových mravenců do skupiny neznamená jen zvýšení pracovní síly. Toto je zmocnění. Velké skupiny jsou schopny řešit složité problémy, se kterými si malé týmy prostě neporadí.
Jak mravenci škálují svou inteligenci
Aby to vědci otestovali, neposypali mravence jen cukrem. Vytvořili speciální úkol.
Tým 3D tiskl předměty specifického tvaru a hmotnosti. Aby se o ně dlouhé rohy šílených mravenců (Paratrechina longicornis ) zajímaly, byly předměty přes noc umístěny do krmiva pro kočky. Vůně byla nepřekonatelná.
Pak začaly labyrinty.
Laserové řezání vytvořilo labyrinty různé složitosti. Uvnitř byli umístěni mravenci. Klíčová zde byla ovladatelnost. Hmotnost předmětů rostla úměrně s počtem mravenců.
za co? Izolovat faktor spolupráce. Pokud by se zátěž zvýšila a počet mravenců zůstal stejný, měřila by se pouze únava. Díky škálování obou parametrů byl Feinermanův tým schopen přesně změřit koordinaci.
V bludištích poblíž hnízd nechali návnady a začali natáčet.
Které skupiny si vedou dobře?
Malé labyrinty? Snadno.
Téměř všechny skupiny bez ohledu na velikost s jistotou procházely jednoduché trasy s malými předměty. Pro velké skupiny nebyla jasná výhoda.
Jakmile se ale změní podmínky, změní se dynamika.
Udělejte bludiště obtížnější. Zvyšte hmotnost nákladu. Najednou jsou malé skupinky ztraceny. Nemohou synchronizovat své akce. Velkým skupinám se ale daří.
Velké kolonie mravenců se ukázaly být mnohem efektivnější.
To platilo, i když do hry vstoupila gravitace. Když manévry vyžadovaly zvážení fyzických sil spíše než jen hrubou sílu, velké skupiny si opět vedly lépe.
Není to jen o síle. Jde o distribuované řešení problémů.
Mohou stroje napodobovat moudrost mravenců?
Feinermanův tým nezůstal jen u biologie. Prováděli počítačové simulace.
Mohly by programy strojového učení navigovat ve stejných bludištích pomocí fyzikálních teorií a výpočtů síly?
Výsledky poskytly vhled do toho, proč jsou kolonie tak účinné.
Jednoduché modely založené pouze na gravitaci fungovaly pro jednoduché hádanky. Jak řekl Feinerman:
“Pokud bludiště nakloníte a zatřesete s ním, náklad nakonec vypadne.”
To je fyzika. Předvídatelný. Statický.
Ale ve složitých labyrintech jednoduché gravitační modely selhaly.
Pro řešení složitějších scénářů bylo nutné do simulace zavést vlastnosti připomínající mravenčí chování. Za prvé, je distribuován v přírodě. Gravitace nepůsobila na jedno těžiště, ale na různé body objektu s intervalem několika sekund.
Mravenci nedělají složité výpočty. Reagují. Lokálně. Zároveň.
Proč to není “rojová mysl”
Zde leží past: pozorování mravenců při společné práci vytváří dojem jediného mozku.
Je snadné nazvat toto vědomí roje. Kolektivní inteligence.
Feinermanův výzkum tento stereotyp vyvrací.
Simulace ukázaly, že mravenci nepoužívají složité kognitivní aparáty. Řídí se jednoduchými pravidly.
“Mravenci nevyžadují takové [externí] ladění a používají stejná pravidla…bez jakýchkoliv externích informací.”
Porovnejte to s programy strojového učení. Potřebovali zásah zvenčí. Vývojáři museli upravit kód v závislosti na konkrétním bludišti.
Mravenci? Prostě chodili.
Výsledky naznačují, že mravenčí kolonie škálují svou vynalézavost v závislosti na velikosti. Ale to je emergentní chování (vznikající vlastnost), nikoli centralizovaná inteligence. Každý mravenec jedná náhodně. Nevědomě.
Spoléhají na lokální interakce.
Toto rozlišení je důležité pro umělou inteligenci. V našich algoritmech často hledáme lidskou logiku. Mravenci však nabízejí jiný způsob. Cesta, která nevyžaduje centrálního velitele. Nebo programátor.
Jen pravidla. A množství.
Bludiště je stále otevřené. Otázkou je, zda se naše současné modely spolupráce mohou tomuto chaotickému mechanismu distribuované efektivity přizpůsobit. Nebo se budeme i nadále snažit vtlačit hranaté kolíčky do kulatých otvorů.
Mravenci už znají odpověď. Právě je doháníme.
