211service.com
Tandenborstels, BristleBots en de aard van intelligentie
Het collectieve gedrag van insecten is een van de wonderen van de natuur. In het bijzonder bundelen veel soorten termieten op de een of andere manier hun krachten om de meest buitengewone terpen te creëren - complexe structuren met onderling verbonden tunnels en spelonken die zich ondergronds over vele tientallen meters kunnen uitstrekken.
Hoe ze dit gedrag organiseren, is een van de grote mysteries van de moderne wetenschap. Verschillende theorieën stellen dat het gedrag voortkomt uit de manier waarop insecten met elkaar communiceren of zelfs uit een soort sociale intelligentie.
Tegenwoordig geven Luca Giomi en vrienden van de Harvard University in Cambridge een hint dat het antwoord veel eenvoudiger en zelfs veel vreemder zou kunnen zijn. Ze zeggen dat complex collectief gedrag voortkomt uit de mechanica van het bewegen door een omgeving. Met andere woorden, er is geen speciale communicatie, sociale regels of groepsintelligentie vereist.
Deze jongens doen hun ontdekking met BristleBots, eenvoudige automaten gemaakt van een tandenborstelkop en een vibratormotor voor een mobiele telefoon. Zet er een paar in een cirkelvormige omheining en ze dwalen willekeurig rond.
Maar toen Giomi en co het aantal BristleBots verhoogden, begonnen ze zichzelf te organiseren in dingen als wervelende zwermen. De overgang van wanorde naar orde wordt alleen geactiveerd wanneer de dichtheid een bepaalde drempel bereikt. Ze hebben een video van hun experiment gepost hier .
Giomi gaat verder met het simuleren en reproduceren van hetzelfde gedrag met behulp van een computermodel van hun BristleBots.
Natuurlijk is er aanzienlijk meer aan deze situatie dan de willekeurige beweging van domme automaten. De BristleBots zijn in staat om aspecten van hun omgeving te detecteren en erop te reageren, in die zin dat ze van richting veranderen wanneer ze tegen de muren en tegen elkaar botsen.
Het is deze factor - het vermogen om op de eenvoudigste manier met de omgeving en andere BristleBots om te gaan - die leidt tot het zelfgeorganiseerde gedrag.
Het idee dat de interactie tussen bewegende objecten en hun omgeving kan leiden tot intelligent gedrag is zeker niet nieuw. Een interessant voorbeeld is een schijnbaar intelligente klodder olie die zich een weg kan banen door een doolhof .
Deze intelligentie is slechts een illusie. De truc hier is om te beseffen dat de oplossing voor het doolhof is gecodeerd in zijn structuur. Dus door een chemische stof in het midden van het doolhof te plaatsen, ontstaat er een chemische gradiënt die de klodder volgt met behulp van een eenvoudige chemische reactie.
Maar het belangrijkste punt is dat dit mechanisme de blob in staat stelt de oplossing uit zijn omgeving te extraheren.
Op dit moment zijn het gedrag van BristleBot en de omgeving waarin ze zijn opgesloten beide relatief eenvoudig. Het is echter niet moeilijk voor te stellen dat de Bristlebots intelligenter gedrag vertonen door samen te werken in complexere omgevingen.
Een interessante vraag is of er regels zijn die het soort collectief gedrag regelen dat naar voren komt; of opkomend gedrag op een reproduceerbare manier kan worden ontwikkeld.
Zou het bijvoorbeeld mogelijk zijn om een omgeving te creëren waarin BristleBots uiteindelijk een stadsstructuur bouwen met onderling verbonden tunnels en cavernes? Termieten doen het, dus het is niet buiten het bereik van de mogelijkheid dat een zwerm Bristlebots in een geschikte omgeving uiteindelijk zand of Legoblokjes zou kunnen rondduwen op een manier die een termietenheuvelachtige structuur vormt.
De kern van dit alles is de fundamentele vraag naar de aard van intelligentie zelf. Wij mensen beschouwen onszelf als intelligente wezens, maar hoeveel hiervan is het resultaat van eenvoudige interacties met de omgeving waarin we ons bevinden.
De boodschap van termieten, olievlekken en BristleBots is waarschijnlijk veel meer dan we denken.
Referentie: arxiv.org/abs/1302.5952 : Zwermen, wervelen en stilstand in vastgehouden BristleBots