O processo simples de três etapas para a transição estrutural no comportamento coletivo de grupos. Crédito:Loughborough University
Os cientistas descobriram uma possível força motriz por trás de algumas das mais belas exibições da natureza, abrindo caminho para uma IA mais complexa e autônoma.
Os pesquisadores queriam replicar os mecanismos básicos por trás de alguns dos padrões mais organizados vistos no reino animal, como enormes murmurações rodopiantes de estorninhos e imensos cardumes de arenque retorcidos.
Grupos como esses, consistindo em muitos casos de centenas de milhares de animais individuais, parecem se mover como se compelidos por uma inteligência coletiva, disse o autor principal, Dr. Marco Mazza, um professor de matemática aplicada, na Loughborough University.
Mas na realidade, pode ser devido a instintos básicos de sobrevivência.
"A beleza da natureza inspirou artistas, filósofos, e cientistas desde que podemos nos lembrar, "disse o Dr. Mazza.
"A harmonia aparentemente fácil no movimento coletivo das aves migratórias, ou cardumes de peixes desafiam as explicações.
"Nosso objetivo era obter um modelo mínimo para características gerais de auto-organização no natural, ou animal, mundo.
"O princípio de 'maximizar suas opções' - um simples, ambição quase trivial - produz padrões organizacionais complexos, conhecido como modo Goldstone, um conceito familiar aos físicos que trabalham com matéria inanimada.
"Este modo Goldstone é, em termos simples, como um bando gigante de estorninhos pode repentinamente mudar de direção coletivamente como se houvesse um cérebro central.
"Mas na realidade, não existe uma inteligência central conduzindo o comportamento. "
Dr. Mazza e seus co-autores, Hannes Hornischer e o professor Stephan Herminghaus, configurar simulações de computador simples de grupos de partículas - imitando aquelas encontradas no mundo natural.
Eles revelaram que padrões complexos, e o aparecimento de comportamentos de grupo sincronizados, foram criadas por cada indivíduo do grupo respondendo de maneira simples às pequenas influências de seus vizinhos mais próximos.
A simulação de computador de como as partículas começaram em um padrão desordenado (a) e se reorganizaram até que seu objetivo fosse alcançado (f). Crédito:Loughborough University
No modelo, cada agente (indivíduo) recebeu um objetivo - maximizar as possibilidades futuras disponíveis para si mesmo.
A onda de informações resultante moldou o movimento e o aparente "comportamento" do grupo.
Quando o grupo se reorganizou em formações mais complexas, de acordo com as novas informações, ele se reavaliou.
Continuou coletando e trocando informações, e então reorganizando, até que a meta de maximizar o espaço ao redor de cada partícula fosse alcançada.
Este processo, não observado antes, pode ser o que impulsiona o comportamento coletivo de grandes grupos de animais, peixes e até humanos.
Na natureza, esse foco de objetivo único - por exemplo, defesa contra predadores - é encontrado em quase todas as criaturas.
Aprender mais sobre como os organismos vivos processam e reagem ao ambiente pode ajudar a melhorar a inteligência artificial, dando aos sistemas de IA habilidades cognitivas básicas, tornando-os menos dependentes da intervenção humana.
Dr. Mazza disse:"O paradigma atual da IA depende muito de grandes quantidades de dados - grandes redes neurais, por exemplo, são ávidos por dados de treinamento.
“Essa estratégia já pode estar apresentando algumas limitações. Diante de uma nova situação, As abordagens atuais de IA requerem retreinamento e intervenção humana específica que custa tempo e dinheiro.
“Uma maneira promissora de melhorá-lo é desenvolver métodos capazes de processar novas informações, assim como os organismos com cérebro fazem.
“O primeiro passo seria, então, identificar formas de processamento de informações que estejam abertas a novas entradas e possam se adaptar facilmente.
"A abordagem nesta publicação tem esse potencial porque é inspirada em organismos que se adaptaram para processar e resolver novos desafios durante milhões de anos de sua evolução."