La inteligencia de enjambre

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Rodrigo Soto Moreno

Aquello que normalmente nos pudiese parecer caótico y sin sentido, hablando del comportamiento de una parvada, un cardumen, una manada o específicamente un enjambre, se transforma en un conjunto de individuos que se comunican y cooperan al unísono para garantizar el bienestar social, con orden preestablecido y en ocasiones alta eusocialidad, para poder ser catalogados como superorganismos, sobre todo refiriéndonos al caso de termitas, hormigas y abejas.

En este tenor también hablamos de la inteligencia de enjambre definida por Gerardo Beni y Jin Wang, de la Universidad de California, nos dicen que es el comportamiento colectivo y descentralizado de sistemas autoorganizados de forma natural o artificial, siendo un principio básico de la inteligencia de sistemas simples que se pueden transformar en sistemas complejos. Algo que remembro en este sentido es aquel moho que se comporta como un organismo multicelular, cuando las condiciones ambientales son propicias, pero se vuelve unicelular cuando encuentra situaciones inhóspitas y espera latente, el momento propicio, para retornar como moho. Es decir, el moho, se autoorganiza y emerge o pone pausa a su existencia, según sea el caso.

Me refiero entonces a individuos que interactúan de forma local con otros de su sociedad y con su medio ambiente, en donde no existe un control central o una estructura de jefatura que les indique el camino o instrucción “x” o “y” a elegir, sino más bien una inteligencia grupal distribuida entre cada individuo que integran determinada asociación. Desde el punto de vista de Beni y Wang nos referimos a un sistema de múltiples agentes con comportamiento autoorganizado que muestra inteligencia en sus acciones.

Hablamos de sistemas inteligentes que siguen instrucciones simples, de forma binaria de ceros y unos, que van aprendiendo de la información que reciben de su entorno, así como de las interacciones e iteraciones con otros individuos, así como de sus errores, para que a partir de esa experiencia se formen sistemas complejos inteligentes o los conocidos superorganismos.

Replicando este comportamiento de la naturaleza, tenemos que de acuerdo a Elizbeth Gibney y su escrito titulado: “Termite-inspired robots build castles” y publicado en Nature, nos dice que se ha logrado crear robots que siguiendo instrucciones simples como: muévete hacia adelante, hacia atrás, sube, baja, izquierda, derecha, detecta si hay un bloque, aunado a ciertas instrucciones de tráfico, han podido construir estructuras muy similares a las desarrolladas por los primeros hombres primitivos. Este tipo de robots, según lo comenta Justin Werfel, pueden ser utilizados en un futuro para construir bases en Marte y así no tener que utilizar la mano de obra del ser humano, sino ser auxiliados por la inteligencia artificial.

Aquí pueden ver la construcción de estructuras por los robots – termitas:

También en Nature se nos dice, de acuerdo al escrito de Mark Zastrow y su artículo titulado: “Researchers create 1,000 robot swarm”, que estos otros robots que siguen de igual forma instrucciones simples, pueden formar letras como la “K” o formas como una estrella de mar, en un período aproximado de 12 horas, mostrando cierta inteligencia que puede ser aplicable a la artificial o a sistemas más complejos y de mayor expansión para poder llegar a decir que contamos con robots pensantes.

Aquí pueden ver el trabajo de los 1,000 robots:

Otro reporte interesante, también de Nature, es el reportado por Ed Yong en su escrito titulado: “Autonomous drones flock like birds”, en donde investigadores húngaros crearon 10 drones que se empezaron a comportar como si fueran pájaros, siguiendo a un líder pero sin responder a un control central.

Aquí podemos ver este comportamiento de robots como pájaros en parvada:

Lo maravilloso de todo esto es que estamos observando a sistemas inteligentes que se autoorganizan y trabajan de forma cooperativa para beneficio de su sociedad, ya sea duradera o pasajera, siguiendo una serie de instrucciones binarias, mismas que se van reforzando con la respuesta que obtienen de su medio ambiente, de sus errores, de su interacción con otros individuos y de sus iteraciones al llevarlas a cabo. Destacando que no existe un líder, sino la consigna de seguir las instrucciones al pie de la letra, aprendiendo de sus fallas.

Retomando aquí lo descrito por Hölldobler y Wilson, dentro de su libro “The Superorganism”, nos comentan que analizando el comportamiento de las hormigas, podemos decir que su programa se despliega en forma lineal, explicando que conforme cada punto de decisión binaria es alcanzado, cada miembro de la colonia, procederá hacia cierto camino “x” o “y”, hasta encontrar el siguiente punto de decisión o el final de cierta secuencia de instrucciones. Es importante remarcar, según los estudios de estos investigadores de insectos, que el tiempo transcurrido entre un punto de decisión a otro, puede durar semanas, como sucede en la especialización de las castas, o también puede durar segundos, como en el reconocimiento de compañeros de nido o el encontrar comida.

Prosiguen los investigadores comentando que una secuencia completa de puntos de decisión, misma que produce una casta, un producto o alguna respuesta de comportamiento, se denomina: algoritmo. Aunado a esto, de acuerdo a Hölldobler y Wilson, el progreso de un punto de decisión a otro es análogo a la programación lineal dentro del diseño de la ciencia computacional. Estamos viendo que el conocimiento de la inteligencia de enjambre de forma natural, se puede traducir o llevar hacia la ciencia computacional, como lo describen estos investigadores. Es decir, ellos argumentan, cada hormiga desempeña una labor de acuerdo a su casta y a su edad; además cada insecto, en decisión por decisión, responde a aquellos estímulos para los que su sistema nervioso y sensorial fueron programados.

Cabe señalar, de acuerdo a Hölldobler y Wilson, que cada hormiga de una casta no es simplemente un autómata; pues este insecto es capaz de modificar su respuesta y comportamiento, dependiendo de los estímulos que recibe, apoyado en su experiencia previa. Estamos hablando, según estos investigadores, que cada insecto social está también programado para cambiar entre algoritmos, ligado esto a su casta y sus conocimientos personales. Entonces pueden cambiar de ruta, identificando la diferencia entre aquello que es importante versus lo urgente.

En este tenor, es común pensar, como lo señalan estos científicos, que cientos o miles de hormigas de esa colonia operando de forma autónoma, puede parecer a simple vista como una radiografía del caos. Sin embargo, en esa operatividad simultánea de algoritmos, surge la emergencia y la autoorganización para guiar a cada hormiga en la aparente confusión del nido, funcionando como un solo organismo o superorganismo, pero remarcando que no hay un líder central en este sentido.

Para explicar este orden, Hölldobler y Wilson comentan que la selección natural, a nivel de la colonia, crea algoritmos para maximizar un orden eficiente, donde los genes prescriben esos algoritmos, que guían a las hormigas en su comportamiento e intercambio de señales químicas. En teoría, como lo expresan estos estudiosos en la materia, el poder de simples algoritmos produce patrones precisos y elaborados, permitiendo así que estas criaturas, con pequeños cerebros, sean capaces de crear sociedades complejas y esto lo replican de forma artificial con los drones y robots mencionados en las investigaciones publicadas en Nature.

Después de todo esto me quedo maravillado con los logros en inteligencia de enjambre artificial, resaltando que organismos simples, siguiendo una serie de instrucciones binarias y aprendiendo de su contacto con el medio ambiente, con otros individuos, así como de sus errores, pueden construir sistemas inteligentes y darnos un pequeño atisbo de lo que sería un superorganismo en la vida real. Todo ello sin la necesidad de un líder o mando central.

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