Estigmergia ( / s t ɪ ɡ m ər dʒ i / Stig-mər-jee ) es un mecanismo de indirecto coordinación , a través del medio ambiente, entre los agentes o acciones. [1] El principio es que el rastro dejado en el medio ambiente por una acción individual estimula la realización de una acción posterior por el mismo agente o por un agente diferente. Los agentes que responden a los rastros en el entorno reciben beneficios de aptitud positivos, lo que refuerza la probabilidad de que estos comportamientos se fijen en una población con el tiempo. [2]
Stigmergy es una forma de autoorganización . Produce estructuras complejas, aparentemente inteligentes, sin necesidad de planificación, control o incluso comunicación directa entre los agentes. Como tal, apoya la colaboración eficiente entre agentes extremadamente simples, que pueden carecer de memoria o conciencia individual de los demás. [1] [3]
Historia
El término "estigmergia" fue introducido por el biólogo francés Pierre-Paul Grassé en 1959 para referirse al comportamiento de las termitas . Lo definió como: "Estimulación de los trabajadores por el desempeño que han logrado". Se deriva de las palabras griegas στίγμα stigma "marca, signo" y ἔργον ergon "trabajo, acción", y captura la noción de que las acciones de un agente dejan señales en el entorno, señales que él y otros agentes sienten y que determinan e incitan a su acciones posteriores. [4] [5]
Posteriormente, se hizo una distinción entre el fenómeno estigmérgico, que es específico de la orientación del trabajo adicional, y la incitación más general, no específica del trabajo, para la cual el término comunicación sematectónica fue acuñado [6] por EO Wilson , de la Palabras griegas σῆμα sema "signo, símbolo" y τέκτων tecton "artesano, constructor": "Existe la necesidad de una expresión más general, algo menos torpe, para denotar la evocación de cualquier forma de comportamiento o cambio fisiológico por las evidencias del trabajo. realizado por otros animales, incluido el caso especial de la orientación de trabajo adicional ".
Stigmergy es ahora uno de los conceptos clave [7] en el campo de la inteligencia de enjambres .
Comportamiento estigmérgico en organismos no humanos
Stigmergy se observó por primera vez en insectos sociales . Por ejemplo, las hormigas intercambian información depositando feromonas (el rastro) en su camino de regreso al nido cuando han encontrado comida. De esa manera, desarrollan colectivamente una compleja red de senderos que conectan el nido de manera eficiente con diversas fuentes de alimento. Cuando las hormigas salen del nido en busca de alimento, la feromona las estimula para seguir el rastro hacia la fuente de alimento. La red de senderos funciona como una memoria externa compartida para la colonia de hormigas. [ cita requerida ]
En informática, este método general se ha aplicado en una variedad de técnicas llamadas optimización de colonias de hormigas , que buscan soluciones a problemas complejos depositando "feromonas virtuales" a lo largo de caminos que parecen prometedores. [8] En el campo de las redes neuronales artificiales, la estigmergia se puede utilizar como memoria computacional. F. Galatolo demostró que una memoria estigmérgica puede lograr el mismo rendimiento que arquitecturas de redes neuronales más complejas y bien establecidas como LSTM [9] [10]
Otras criaturas eusociales , como las termitas , usan feromonas para construir sus complejos nidos siguiendo un simple conjunto de reglas descentralizadas . Cada insecto recoge una 'bola de barro' o material similar de su entorno, infesta la bola con feromonas y la deposita en el suelo, inicialmente en un lugar aleatorio. Sin embargo, las termitas se sienten atraídas por las feromonas de sus compañeros de nido y, por lo tanto, es más probable que arrojen sus propias bolas de barro sobre las de sus vecinos. Cuanto más grande sea el montón de lodo, más atractivo será y, por lo tanto, se le agregará más lodo (retroalimentación positiva). Con el tiempo esto lleva a la construcción de pilares, arcos, túneles y cámaras. [11]
La estigmergia incluso se ha observado en bacterias, varias especies de las cuales se diferencian en distintos tipos de células y que participan en comportamientos grupales guiados por sofisticados sistemas de control temporal y espacial. [12] Se pueden encontrar ejemplos espectaculares de comportamiento multicelular entre las mixobacterias . Las mixobacterias viajan en enjambres que contienen muchas células que se mantienen juntas mediante señales moleculares intercelulares . La mayoría de las mixobacterias son depredadoras: los individuos se benefician de la agregación, ya que permite la acumulación de enzimas extracelulares que se utilizan para digerir los microorganismos de presa. Cuando los nutrientes son escasos, las células mixobacterianas se agregan en cuerpos fructíferos , dentro de los cuales las células en enjambre se transforman en mixosporas inactivas con paredes celulares gruesas. Se cree que el proceso de fructificación beneficia a las mixobacterias al garantizar que el crecimiento celular se reanude con un grupo (enjambre) de mixobacterias, en lugar de células aisladas. Se han desarrollado ciclos de vida similares entre los mohos de limo celular . Las más conocidas de las mixobacterias, Myxococcus xanthus y Stigmatella aurantiaca , se estudian en varios laboratorios como modelos procarióticos de desarrollo. [13]
Análisis del comportamiento humano
Estigmergia estudiado en eusocial criaturas y sistemas físicos, se ha propuesto como un modelo de análisis de algunas de robótica sistemas, [14] multi- agente de sistemas, [15] de comunicación en las redes de ordenadores , y en línea Comunidades . [dieciséis]
En Internet hay muchos proyectos colectivos en los que los usuarios interactúan solo modificando partes locales de su entorno virtual compartido. Wikipedia es un ejemplo de esto. [17] [18] La estructura masiva de información disponible en un wiki , [19] o un proyecto de software de código abierto como el núcleo FreeBSD [19] podría compararse con un nido de termitas ; un usuario inicial deja una semilla de una idea (una bola de barro) que atrae a otros usuarios que luego construyen y modifican este concepto inicial, construyendo finalmente una estructura elaborada de pensamientos conectados. [20] [21]
Además, el concepto de estigmergia también se ha utilizado para describir cómo se puede integrar el trabajo cooperativo, como el diseño de edificios. El diseño de un gran edificio contemporáneo implica una red amplia y diversa de actores (por ejemplo, arquitectos, ingenieros de construcción, ingenieros estáticos, ingenieros de servicios de construcción). Sus actividades distribuidas pueden integrarse en parte a través de prácticas de estigmergia. [22] [23] [24]
Análisis de los movimientos sociales humanos
El auge del software de código abierto en el siglo XXI ha interrumpido los modelos comerciales de algunos proveedores de software propietario , y los proyectos de contenido abierto como Wikipedia han amenazado los modelos comerciales de empresas como Britannica . Los investigadores han estudiado proyectos colaborativos de código abierto, argumentando que brindan información sobre el surgimiento de la producción entre pares a gran escala y el crecimiento de la economía del regalo . [25]
Sociedad estigmérgica
Heather Marsh , asociada con Occupy Movement , Wikileaks y Anonymous , ha propuesto un nuevo sistema social donde la competencia como fuerza motriz sería reemplazada por una sociedad más colaborativa. [26] Esta sociedad propuesta no utilizaría la democracia representativa sino nuevas formas de gobernanza basada en ideas y acciones y métodos de colaboración, incluida la estigmergia. [27] [28] [29] "Con la estigmatización, una idea inicial se da libremente y el proyecto está impulsado por la idea, no por una personalidad o grupo de personalidades. Ningún individuo necesita permiso (competitivo) o consenso (cooperativo) para proponer una idea o iniciar un proyecto ". [27]
Se citó a algunos en el Movimiento Paraguas de Hong Kong en 2014 recomendando la estigmergia como una forma de avanzar. [30] [31]
Ver también
- Molino de hormigas
- Biosemióticos
- Tesis de la mente extendida
- Orden espontáneo
- Inteligencia de enjambre
- Analogía del relojero
Referencias
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