Kiến xây cầu sống bằng trí tuệ tập thể

Các nhà khoa học Mỹ quan sát thấy bầy kiến tự động tạo thành cầu sống mà không có bất kỳ sự giám sát của một con kiến chúa nào, nhờ trí tuệ tập thể.

Theo Phys, nghiên cứu công bố ngày 23/11 trên tạp chí PNAS của các nhà khoa học từ Đại học Princeton và Viện công nghệ New Jersey cho thấy những con kiến thể ​​hiện độ thông minh tập thể gấp nhiều lần so với con người tưởng tượng.

Kết quả này có thể cung cấp những hiểu biết mới về hành vi của động vật và thậm chí giúp đỡ trong việc phát triển thế hệ robot thông minh có thể làm việc theo nhóm.

Theo đó, để vượt qua những khoảng không trên đường di chuyển, kiến dùng cơ thể bắc thành cầu mà không cần kiến đầu đàn chỉ đạo với độ chính xác và nhịp nhàng cao. Một nhóm kiến ​​sẽ tạo ra một đường dẫn trên khoảng trống cho những con kiến thợ khác vận chuyển thực phẩm và con mồi qua.

“Những con kiến ​​đang thực hiện một phép toán tổng hợp. Không có con kiến đầu đàn chỉ đạo, chúng thực hiện mọi thứ cực kỳ nhất quán”, thành viên của nhóm nghiên cứu, Matthew Lutz, cho biết.

“Những con kiến thực hiện công việc dựa trên sự cân bằng chi phí và lợi ích, điều này có thể là một cái nhìn mới và có thể được áp dụng cho các loài động vật khác mà chúng ta chưa nghĩ đến trước đây”.

Các nghiên cứu trước đó cho thấy những cá thể đơn lẻ tuân theo nguyên tắc cân nhắc giữa chi phí và lợi ích cá nhân. Trong trường hợp này những con kiến ​​đã hành động vì lợi ích chung của nhóm mặc dù mỗi con kiến ​​chỉ biết những gì xảy ra đối với nó. Hành vi tập thể của kiến trở thành những cơ sở của các thuật toán liên quan tới viễn thông và phương tiện định tuyến. Kiến là loài động vật tiêu biểu cho “trí thông minh tập thể”, trong đó tương tác cấp độ cá nhân dẫn đến các hành phối hợp nhóm.

Trước đây, các nhà khoa học nghĩ rằng những cây cầu như thế này ​​là các cấu trúc tĩnh, được kiến làm ra khi chúng đối diện với những khoảng trống lớn mà mỗi cá thể kiến không thể vượt qua. Tuy nhiên, trong nghiên cứu này các nhà khoa học đã phát hiện ra những con kiến bắt đầu tạo ra cây cầu từ điểm hẹp nhất và dịch chuyển về hướng có khoảng cách rộng hơn, rút ngắn khoảng cách di chuyển của những con kiến khác.

“Chúng không biết bao nhiêu con kiến ​​khác đang ở trên cầu. Chúng chỉ biết về các con kiến bên cạnh và cảm nhận thấy những con kiến ​di chuyển trên cơ thể của chúng,” Iain Couzin, một đồng tác giả nói. “Nhưng chúng lại có thể điều chỉnh lại hình dáng của cây cầu cho đến khi nó phù hợp với điều kiện lưu thông”.

Radhika Nagpal, một giáo sư về khoa học máy tính tại Đại học Harvard đã nghiên cứu robot và hệ thống sinh học tự tổ chức, nói rằng những phát hiện này cho thấy có một gì đó rất cơ bản về sự tạo thành các cấu trúc phức tạp này trong tự nhiên mà thông qua một kế hoạch có trước hoặc một cá thể ra quyết định.

kien-xay-cau-song-bang-tri-tue-tap-the

Kiến nối liền khoảng không bằng “trí tuệ tập thể”. Ảnh: University of Sydney

Nếu tìm hiểu được quy tắc để từng con kiến đưa ra quyết định bắt đầu, tham gia, thay đổi hoặc rời một cấu trúc tập thể như cây cầu, chúng ta có thể lập trình “trí thông minh tập thể” cho robot và chúng có thể phối hợp với nhiều robot khác để tạo ra những cấu trúc phức tạp hơn.

Những robot này có thể kế thừa nhiều đặc tính hữu ích từ loài kiến, chẳng hạn như khả năng thích ứng với điều kiện địa phương, tối ưu hóa thời gian thực của hình dạng và vị trí, và nhanh chóng xây dựng và giải phóng cấu trúc mà không cần vật liệu xây dựng. Những robot này sẽ đặc biệt hữu ích trong điều kiện nguy hiểm và không thể đoán trước, chẳng hạn như những nơi xảy ra thảm họa tự nhiên.

Để tiến hành các thí nghiệm, các nhà khoa học đã xây dựng một thiết bị với đường dốc trên cả hai mặt và khe hở ở chính giữa có thể điều chỉnh được khoảng cách. Cây cầu được những con kiến tạo thành được quan sát ở góc 12, 20, 40 và 60 độ.

Họ đo xem những con kiến tiết kiệm được bao nhiêu quãng đường so với diện tích bề mặt cầu được tạo ra. Điều thú vị là những con kiến sẵn sàng tăng thêm số lượng tham gia bắc cầu để tiết kiệm khoảng cách di chuyển.

“Nếu bạn có những robot đơn giản, nhỏ nhưng có thể định hướng không gian phức tạp, có thể tự lắp ráp thành các cấu trúc lớn hơn như cầu, tháp, xích kéo, bè mảng, khi đối mặt với thứ mà một robot đơn lẻ không làm được, đó là sự gia tăng rất lớn trong sức mạnh của thế hệ robot này”, Nagpal nói.

Thí nghiệm kiến xây cầu:

Thanh Tùng

Theo vnexpress

Tin khác