p Você já viu um cão pastor reunir ovelhas na encosta de uma colina? As ovelhas se movem em ondas e pulsam para frente e para trás, o cachorro ziguezagueando atrás e ao redor deles. Aperte os olhos um pouco e é como assistir a limalha de ferro em um pedaço de papel sendo desenhada por um ímã embaixo, ou um bando de estorninhos voando de um falcão que se aproxima, ou um cardume de peixes fugindo de um pinguim que se aproxima. p Os padrões parecem semelhantes entre cada evento porque o comportamento coordenado que vemos em rebanhos de ovelhas ou cardumes de peixes - onde os indivíduos estão todos agrupados e alinhados em uma determinada direção - pode reduzir suas chances de serem identificados ou comidos por predadores.

p Fascinado por esses padrões, decidimos investigar como esses efeitos anti-predadores funcionam, usando GPS para rastrear rebanhos de ovelhas e um cão pastor:

p O que descobrimos apoiou a afirmação de longa data de que os animais individuais respondem ao perigo potencial movendo-se em direção ao centro de um grupo em fuga - uma teoria chamada de "manada egoísta" que foi proposta pela primeira vez pelo grande biólogo evolucionário Bill Hamilton nos anos 1970.

p Regras para cães

p Contudo, havia algo ainda mais interessante do que a maneira como as ovelhas estavam se reunindo - o comportamento do cão pastor. Como o cachorro estava conseguindo manobrar e manipular tantas ovelhas com tanta facilidade? Que regras o cachorro estava usando? Para investigar isso, construímos um modelo de comportamento de ovelhas e cães pastores, e comparamos simulações de computador com os dados reais que coletamos:

p Descobrimos que o cão parecia estar usando duas regras muito simples. Isso levaria as ovelhas por trás, em direção ao alvo, mas se as ovelhas ficarem muito dispersas, o cão se moveria em direção à borda do rebanho vazando. Como as ovelhas se afastam do cão e se aproximam quando o cão se aproxima muito (lembre-se da limalha de ferro e do ímã), o resultado é um rebanho coeso de ovelhas e um cão pastor que tece atrás do rebanho.

p Mas não codificamos a tecelagem em nosso modelo - apenas as duas regras simples - e ainda assim nosso pastor modelo ainda apresentou o mesmo comportamento de tecelagem que o cão. Este fenômeno, onde um modelo tem propriedades que não "codificamos" é o que se conhece como comportamento emergente.

p Pastores robôs

p Quando descrevemos inicialmente este "modelo de pastoreamento" com base nas duas regras, dissemos que nosso trabalho "sugere novas maneiras pelas quais os robôs podem ser projetados para influenciar os movimentos de agentes vivos e artificiais". Isso atraiu muita atenção da mídia, e indignação por querermos substituir cães pastores por robôs. Nós não, mas achamos que é possível construir robôs para tarefas de coleta e pastor, inspirado pelo comportamento do cão pastor.

p Para testar nossas afirmações, recentemente programamos um robô simples para seguir nossas "regras caninas", e ele coletou pequenos objetos de plástico (inanimados). Descobrimos que o robô fez um excelente trabalho. Sem nossa ajuda, o robô rapidamente identificou e coletou os objetos, adaptando seu comportamento se jogássemos mais objetos para ele coletar. O robô foi bem-sucedido em todos os nossos testes:

p A próxima etapa é fazer tudo isso no mundo real. Embora tenhamos usado um robô simples em um ambiente de laboratório simples, nossas descobertas indicam que nossa abordagem pode ser usada para completar uma variedade de tarefas de coleta e pastoreio.

p Um robô adequado programado com nossos algoritmos pode ser usado para limpar derramamentos de óleo, plástico ou outros objetos do meio ambiente. Também pode manter os animais longe, ou conduzi-los para, um local específico sem qualquer assistência humana. Para conseguir isso, esperamos colaborar com engenheiros e cientistas robóticos que possam ajudar a levar nosso trabalho adiante. p Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.