Murmurațiile de grauri se formează pe măsură ce lumina zilei se estompează peste locurile lor de adăpostire. Shutterstock / Albert Beukhof

Cuvântul roi are adesea conotații negative – gândiți-vă la plagi biblice de lăcuste sau străzile pline de cumpărători de ultimă oră în timpul goanei Crăciunului. Cu toate acestea, roiul este esențial pentru supraviețuirea multor colectivități de animale. Și acum cercetările asupra roiului au potențialul de a schimba lucrurile și pentru oameni.

Albinele roiesc pentru a-și face caută noi colonii mai efectiv. stoluri de grauri folosesc murmurații orbitoare pentru a se sustrage și a deruta prădătorii. Acestea sunt doar două exemple din natură, dar roiul poate fi văzut în aproape fiecare colț al regnului animal.

Cercetările de la matematicieni, biologi și oameni de științe sociale ne ajută să înțelegem roiul și să-i valorificăm puterea. Este deja folosit pentru controlul mulțimii, administrarea traficului și pentru a înțelege răspândirea bolilor infecțioase. Mai recent, începe să modeleze modul în care folosim datele pentru asistența medicală, operam drone în conflicte militare și a fost folosit pentru a depăși cote aproape insurmontabile la pariuri în evenimente sportive.

Un roi este un sistem care este mai mare decât suma părților sale. La fel cum mulți neuroni formează un creier capabil de gândire, memorie și emoție, grupuri de animale pot acționa la unison pentru a forma un „super creier”, prezentând un comportament extrem de complex, care nu este văzut la animalele individuale.

Expertul în viața artificială Craig Reynolds a revoluționat studiul roiului în 1986, odată cu publicarea Modelul Boids simulare pe calculator. Modelul Boids descompune roiul într-un set simplu de reguli.

Boids (bird-oids) din simulare, ca avatarurile sau personajele dintr-un joc video, sunt instruiți să se miște în aceeași direcție cu vecinii lor, să se deplaseze spre poziția medie a vecinilor lor și să evite coliziunile cu alte boids.

Simulările cu boids sunt uimitor de precise în comparație cu roiurile reale.

Modelul Boids sugerează că roiul nu are nevoie de lideri pentru a coordona comportamentul - cum ar fi pietonii într-un centru al orașului, mai degrabă decât un tur ghidat de muzeu. Comportamentul complex pe care îl vedem în roiuri apare din interacțiunile dintre indivizi urmând aceleași reguli simple în paralel. În limbajul fizicii, acest fenomen este cunoscut ca apariție.

Mintea stupului

În 2016, compania de tehnologie din SUA AI unanim a folosit puterea inteligenţei roi pentru a câștigă pariul „superfectă” la Kentucky Derby, prezicând cu succes primii, doi, trei și al patrulea călăreți în celebra cursă de cai din SUA.

Experți în industrie și algoritmi convenționali de învățare automată a făcut ramuri de predicții incorecte. Cu toate acestea, pasionații de curse amatori recrutați de Unanim AI și-au pus în comun cunoștințele pentru a învinge 541/1 cote.

 Pariorii plini de speranță pariază anual milioane de dolari pe Kentucky Derby. Shutterstock / Cheryl Ann Quigley

Succesul voluntarilor a stat în modul în care au fost generate predicțiile lor. În loc să voteze călăreții și să le cumpere alegerile, voluntarii au folosit Platforma de inteligență a roiului Unanim AI pentru a participa la un remorcher digital în timp real, inspirat de roiuri de păsări și albine.

Toți voluntarii au tras simultan un cadran către alegerile lor respective. Acest lucru le-a permis oamenilor să-și schimbe preferințele ca răspuns la acțiunile altora (de exemplu, o persoană poate să fi trecut la a trage spre a doua alegere, B, mai degrabă decât spre prima alegere, C, dacă vedeau că A și B sunt favoriții clari. ).

Răspunsul unul altuia în timp real a permis voluntarilor Unanimous AI să depășească în mod colectiv indivizi foarte informați.

Mai mult, cele mai frecvente alegeri individuale ale voluntarilor au determinat ordinea, doar cele 2016 câștigător și preferatul caselor de pariuri, Nyquist, ar fi fost plasat corect.

Probleme de sănătate

Tehnologiile similare de roire sunt, de asemenea, de un interes din ce în ce mai mare pentru de asistență medicală sector, unde vorbesc despre o revoluție AI este îndemn preocupări crescânde cu privire la intimitatea pacientului.

Pe măsură ce se bazează pe tehnici bazate pe date în domeniul sănătății crește, la fel și cererea pentru seturi extinse de date pentru pacienți. O modalitate de a satisface aceste cerințe este să pune în comun informații între instituții și, în unele cazuri, țări.

Cu toate acestea, transferul datelor pacientului este adesea supus reglementări stricte privind protecția datelor. O soluție la această problemă este utilizarea numai a datelor interne, deși acest lucru vine adesea în detrimentul acurateței diagnosticului.

O alternativă constă în roi. Cercetătorii cred că inteligența roiului poate păstrează acuratețea diagnosticului fără a fi nevoie de schimb de date brute între instituții.

Studii preliminare au arătat că descentralizarea stocării datelor într-o rețea de noduri care interacționează poate oferi instituțiilor beneficiul înțelepciunii comune. Aceasta înseamnă că nu există un hub central care coordonează fluxul de informații, iar instituțiile nu pot accesa datele private ale pacienților una ale altora.

Învățarea automată centralizată folosește datele încărcate într-un hub partajat unde învățarea automată are loc folosind toate datele disponibile. În sistemele descentralizate, fiecare instituție își stochează separat datele în propriul nod. Învățarea automată are loc local la fiecare nod (folosind doar date interne), dar rezultatele învățării automate sunt partajate între rețea, în beneficiul tuturor nodurilor. Acest proces asigură că datele brute ale pacientului nu sunt schimbate între instituții, păstrând confidențialitatea pacientului.
Roiuri de drone ar putea popula în curând câmpul de luptă. Shutterstock / Andy Dean Fotografie

Roiuri și război

Tehnologia dronelor este din ce în ce mai folosită în luptele din prima linie, în ultima vreme, în special de către Forțele ucrainene în conflictul în curs de desfășurare între Rusia și Ucraina. Cu toate acestea, așa cum este, tehnologia convențională a dronei necesită supraveghere unu-la-unu.

Cercetări actuale în domeniul apărării își propune să faciliteze comunicarea între drone, permițând unui controler să opereze roiuri de drone. Dezvoltarea unei astfel de tehnologii promite să îmbunătățească considerabil scalabilitate, recunoaștere și frapant capabilitățile dronelor de luptă, permițând transmiterea continuă de informații în cadrul unor grupuri de drone.

Pe măsură ce cercetarea aprofundează în roi, găsim o lume în care acțiunea colectivă creează complexitate, adaptabilitate și eficiență. Pe măsură ce tehnologia evoluează, rolul inteligenței roiurilor va crește, împletind lumea noastră cu dinamica fascinantă a roiurilor.

Despre autor

Samuel Johnson, candidat DPhil în biologie matematică, Universitatea din Oxford

Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.