群居昆蟲發揮群體智能 信息技術專家受啟發

2021-01-21 東方網

東方網8月15日消息:據法國《回聲報》報導,群居昆蟲的行為使信息技術專家們感到驚訝。源於蜂群和蟻群的模型設計的算法已超來越多地應用於企業的運轉。美國軍方正在資助關於集體智能系統的研究工作。

埃裡克-博納博起初研究的還只是昆蟲行為學。在作為信息和網絡技術專家受聘於法國電信公司以後,他在1991年發現了黃蜂世界,並結識了法國昆蟲行為學專家居伊-特羅拉茲。他說:「為了研究電信網絡的管理,我著手尋找新的思路。我發現了一個黃蜂窩,開始思考信息技術與黃蜂集體行為之間的聯繫。」

通過對黃蜂等昆蟲的研究,博納博有3個驚喜的發現:在昆蟲中存在著能迅速適應環境為化的十分靈活的系統;這些系統具有很強的抗擊能力;這些系統是分散的和自主管理的。如白蟻巢的結構十分複雜,它有許多通風管道,在環境氣溫變化很大的情況下(如白天氣溫高達50攝氏度,夜間氣溫降到零攝氏度以下),巢的溫度卻能始終保持在25攝氏度左右。

群居昆蟲的集體行為是很複雜的,它是受簡單的規則支配的個體昆蟲行為的聚合。埃裡克-博納博說:「如果能把群居昆蟲行為模型化,就能在其他方面派上用場。」實際上,讓-路易-德納堡已在1977年首次進行過群居昆蟲模型化的試驗。

博納博首先探索的是,研究螞蟻鑽孔行為,使這種行為模型化,並立即應用到電信網絡管理中。螞蟻來往於蟻巢與食物源之間,在其來往的路上留下感覺記號:信息素。路程越遠,感覺記號就越強,就會有更多的螞蟻走同樣的路。

英國電信公司和美國世界通信公司以電子「螞蟻」為基礎對新的電信網絡管理方法進行了試驗。

群體智能還能應用於工廠生產計劃的制定和運輸部門的後勤管理。美國大平洋西南航空公司採用了一種直接源於螞蟻行為研究成果的運輸管理軟體,結果每年至少節約1000萬美元費用開支。英國聯合利華公司已率先利用群體智能技術改善其一家牙膏廠的運轉狀況。美國通用汽車公司、法國液氣公司、荷蘭公路交通部和美國一些移民事務機構也都採用這種技術以改善其運轉的機能。

現在,博納博已創辦了一家諮詢公司,該公司同另一家公司共同佔領著大部分群體智能技術市場。目前,人們主要是打算在軍事領域應用這一技術。博納博的公司同各政府機構的合作雖然只佔該公司營業額的10%,但它的集體智能研究資金卻是全部由美國國防部提供。該公司現在的研究課題主要是機器人(自動裝置)群體的開發利用:這些機器人能彼此聯絡,但它們又分別是獨立的,不受一個中央指揮部門的控制,只受一些簡單的規則控制。

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