Stygmagia

Ścieżki mrówek zbudowane ze śladów feromonów

Stygmergia ( / . s t ɪ ɡ m ər dʒ i / STIG-mər-jee ) to mechanizm pośredniej koordynacji , poprzez środowisko, między agentami lub działaniami Zasada jest taka, że ​​ślad pozostawiony w środowisku przez pojedyncze działanie stymuluje wykonanie kolejnego działania przez tego samego lub innego agenta. Agenci, którzy reagują na ślady w środowisku, otrzymują pozytywne korzyści w zakresie sprawności, zwiększając prawdopodobieństwo utrwalenia się tych zachowań w populacji w czasie.

Stygmargia jest formą samoorganizacji . Tworzy złożone, pozornie inteligentne struktury, bez potrzeby planowania, kontroli, a nawet bezpośredniej komunikacji między agentami. Jako taki wspiera wydajną współpracę między niezwykle prostymi agentami, którym może brakować pamięci lub indywidualnej świadomości siebie nawzajem.

Historia

Termin „stygmargia” został wprowadzony przez francuskiego biologa Pierre-Paula Grassé w 1959 roku w odniesieniu do zachowania termitów . Zdefiniował to jako: „Pobudzenie pracowników osiąganymi przez nich wynikami”. Wywodzi się z greckich słów στίγμα stigma „znak, znak” i ἔργον ergon „praca, działanie” i oddaje pogląd, że działania agenta pozostawiają znaki w środowisku, znaki, które on i inni agenci wyczuwają i które determinują i pobudzają ich kolejne akcje.

Później dokonano rozróżnienia między zjawiskiem stigmergicznym, które jest specyficzne dla kierowania dodatkową pracą, a bardziej ogólnym, niezwiązanym z pracą pobudzeniem, dla którego termin komunikacja sematektoniczna został ukuty przez EO Wilsona , od greckich słów σῆμα sema „znak, symbol” i τέκτων tecton „rzemieślnik, budowniczy”: „Istnieje potrzeba bardziej ogólnego, nieco mniej niezdarnego wyrażenia, aby określić przywołanie jakiejkolwiek formy zachowania lub zmiany fizjologicznej przez dowody pracy wykonywanej przez inne zwierzęta, w tym szczególny przypadek kierowania dodatkowa praca."

Stygmergia jest obecnie jednym z kluczowych pojęć w dziedzinie inteligencji roju .

Zachowanie stygmagiczne w organizmach innych niż człowiek

Stygmargię po raz pierwszy zaobserwowano u owadów społecznych . Na przykład mrówki wymieniają się informacjami, umieszczając feromony (ślady) w drodze powrotnej do gniazda po znalezieniu pożywienia. W ten sposób wspólnie rozwijają złożoną sieć szlaków, skutecznie łącząc gniazdo z różnymi źródłami pożywienia. Kiedy mrówki wychodzą z gniazda w poszukiwaniu pożywienia, feromony pobudzają je do podążania śladem w kierunku źródła pożywienia. Sieć szlaków funkcjonuje jako wspólna pamięć zewnętrzna kolonii mrówek.

W informatyce ta ogólna metoda została zastosowana w różnych technikach zwanych optymalizacją kolonii mrówek , które szukają rozwiązań złożonych problemów poprzez osadzanie „wirtualnych feromonów” wzdłuż ścieżek, które wydają się obiecujące. W dziedzinie sztucznych sieci neuronowych stygmagogia może być wykorzystywana jako pamięć obliczeniowa. Federico Galatolo wykazał, że pamięć stigmergiczna może osiągnąć taką samą wydajność jak bardziej złożone i dobrze ugruntowane architektury sieci neuronowych, takie jak LSTM .

Inne stworzenia eusocjalne , takie jak termity , używają feromonów do budowy swoich złożonych gniazd, postępując zgodnie z prostym, zdecentralizowanym zestawem reguł . Każdy owad zbiera „kulę błota” lub podobny materiał ze swojego otoczenia, nasyca kulkę feromonami i umieszcza ją na ziemi, początkowo w przypadkowym miejscu. Jednak termity są przyciągane przez feromony swoich współlokatorów i dlatego są bardziej skłonne do upuszczania własnych kul błotnych na swoich sąsiadów. Im większa kupa błota, tym bardziej jest atrakcyjna, a co za tym idzie, więcej błota zostanie do niej dodane (pozytywne sprzężenie zwrotne). Z czasem prowadzi to do budowy filarów, łuków, tuneli i komór.

Stygmergię zaobserwowano u bakterii , których różne gatunki różnicują się w różne typy komórek i które uczestniczą w zachowaniach grupowych kierowanych przez wyrafinowane systemy kontroli czasowej i przestrzennej. Spektakularne przykłady zachowań wielokomórkowych można znaleźć wśród myksobakterii . Myksobakterie przemieszczają się w rojach zawierających wiele komórek utrzymywanych razem przez międzykomórkowe sygnały molekularne . Większość myksobakterii jest drapieżna: osobniki czerpią korzyści z agregacji, ponieważ umożliwia ona gromadzenie się enzymów zewnątrzkomórkowych które są używane do trawienia mikroorganizmów zdobyczy. Kiedy brakuje składników odżywczych, komórki myksobakteryjne gromadzą się w owocniki , w których rojące się komórki przekształcają się w uśpione myksospory o grubych ścianach komórkowych. Uważa się, że proces owocnikowania przynosi korzyści myksobakteriom, zapewniając wzrostu komórek z grupą (rojem) myksobakterii, a nie z izolowanymi komórkami. Podobne cykle życiowe rozwinęły się wśród komórkowych śluzowców . Najbardziej znane myksobakterie, Myxococcus xanthus i Stigmatella aurantiaca , są badane w różnych laboratoriach jako prokariotyczne modele rozwoju.

Analiza ludzkich zachowań

Stygmargia badana na organizmach eusocjalnych i systemach fizycznych została zaproponowana jako model analizy niektórych systemów robotyki , systemów wieloagentowych , komunikacji w sieciach komputerowych i społecznościach internetowych .

W Internecie istnieje wiele projektów zbiorowych, w których użytkownicy wchodzą w interakcje jedynie poprzez modyfikację lokalnych części ich współdzielonego środowiska wirtualnego. Wikipedia jest tego przykładem. Ogromną strukturę informacji dostępnych na wiki lub projekcie oprogramowania open source , takim jak jądro FreeBSD , można porównać do gniazda termitów ; jeden początkowy użytkownik pozostawia ziarno pomysłu (kulę błota), które przyciąga innych użytkowników, którzy następnie budują i modyfikują tę początkową koncepcję, ostatecznie konstruując skomplikowaną strukturę połączonych myśli.

Ponadto koncepcja stygmatyzacji została również wykorzystana do opisania, w jaki sposób można zintegrować wspólne prace, takie jak projektowanie budynków. Projektowanie dużego współczesnego budynku obejmuje dużą i zróżnicowaną sieć aktorów (np. architektów, inżynierów budownictwa, inżynierów statyków, inżynierów usług budowlanych). Ich rozproszone działania mogą być częściowo zintegrowane poprzez praktyki napiętnowania.

Analiza ludzkich ruchów społecznych

Rozwój oprogramowania open source w XXI wieku zakłócił modele biznesowe niektórych dostawców oprogramowania własnościowego , a projekty otwartej treści, takie jak Wikipedia, zagroziły modelom biznesowym firm takich jak Britannica . Badacze przestudiowali wspólne projekty open source, argumentując, że dostarczają one wglądu w pojawienie się produkcji partnerskiej na dużą skalę i rozwój ekonomii prezentów .

Społeczeństwo stygmagiczne

Heather Marsh , związana z ruchem Occupy , Wikileaks i Anonymous , zaproponowała nowy system społeczny, w którym konkurencja jako siła napędowa zostałaby zastąpiona społeczeństwem bardziej współpracującym. To proponowane społeczeństwo nie korzystałoby z demokracji przedstawicielskiej ale nowe formy rządzenia opartego na pomysłach i działaniach oraz metody współpracy, w tym piętnowanie. „W przypadku napiętnowania początkowy pomysł jest dawany swobodnie, a projekt jest napędzany przez pomysł, a nie przez osobowość lub grupę osobowości. Żadna jednostka nie potrzebuje pozwolenia (konkurencja) ani konsensusu (spółdzielnia), aby zaproponować pomysł lub zainicjować projekt. "

, że niektórzy z Hong Kong Umbrella Movement w 2014 roku zalecali stygmatyzację jako drogę naprzód.

Zobacz też

Dalsza lektura

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Stigmergy&oldid=1132558641 ”