Внешний интеллект на примере муравьев

Технолог · 28.03.2013, 13:46

Предлагаю интересное описание того, как муравейник в целом решает задачи, недоступные интеллекту каждого муравья в отдельности.

http://www.computerra.ru/60971/ants/

Лексикон среднего муравья состоит из десятка-другого феромонных сигналов. Встречая их, он действует как конечный автомат: без вопросов и размышлений переходит к алгоритму, который соответствует сигналу, и отрабатывает его до тех пор, пока не произойдёт переход в другое состояние.

Вот прекрасный пример того, насколько жёстко запрограммированы реакции муравьёв. Когда муравей гибнет внутри муравейника, поначалу никто не обращает на него внимания, даже если он лежит на пути и мешает движению. Через пару дней его разложение приводит к образованию олеиновой кислоты. Запах олеиновой кислоты — это сигнал.

Первый же муравей, учуявший его, переходит в режим могильщика: он хватает источник запаха и тащит на свалку. Действительно ли это муравей и мёртв ли он — не играет роли. Если измазать в олеиновой кислоте здорового муравья, его так или иначе выкинут из муравейника. Сопротивление бесполезно: лишь когда запах выветрится, муравью позволят «вернуться в мир живых».

Окрестности каждого муравейника покрыты густой сетью невидимых химических записей. Эта сеть представляет собой своего рода внешнюю память колонии. Муравьи следуют записанным в ней инструкциям с беспрекословностью компьютеров, исполняющих программу, попутно дописывая, улучшая и отлаживая её.

Создание невидимой феромонной программы начинается с муравья, который сбился с готовой дорожки. Без неё он вынужден хаотично рыскать в окрестностях муравейника, разыскивая еду для колонии. Найдя что-то, заслуживающее внимания, муравей возвращается в гнездо, оставляя за собой пахучий след.

«Внешняя память» муравьёв не застрахована от ошибок. Если феромонный путь замкнётся, муравьи попадут в бесконечный цикл, из которого нет выхода. Каждый новый круг по замкнутому маршруту усиливает запах следа, привлекая всё новых и новых жертв. Так продолжается до тех пор, пока муравьи не погибнут от истощения.

Новые добытчики движутся уже по его следам, и каждый из них тоже отмечает пройденный путь феромонами. Чем больше муравьёв достигают хлебного места и возвращаются обратно, тем мощнее становится феромонный след.

И вот тут есть интересная подробность: муравьи далеко не сразу выстраиваются гуськом и идут друг за другом след в след. Пока запах слабый, они добираются до цели как придётся и часто отклоняются от траектории, по которой следовал разведчик и которая, скорее всего, далека от идеала.

Рано или поздно кому-то удаётся наткнуться на более короткий и быстрый маршрут. Пока другие добираются до цели окружной дорогой, этот муравей и его последователи успевают совершить три захода. В результате их феромонный след усиливается гораздо быстрее. Запах привлекает других муравьёв, и вскоре самый короткий путь превращается в главную магистраль. Менее удачные дорожки оказываются заброшены и постепенно утрачивают запах.

Что произошло? Муравьи нашли оптимальное решение довольно сложной задачи. Даже их ошибки и случайные блуждания в итоге принесли пользу: с их помощью колония изучила все возможные варианты, а затем сделала выбор в пользу лучшего.

Если найденную дорогу перегородит препятствие, процесс повторится: муравьи ринутся в обход, найдут несколько альтернативных вариантов, кратчайший путь быстрее накопит феромонные следы, победит более длинные и всё вернётся на круги своя. Нарушенная программа скорректируется.

BOBA · 28.03.2013, 21:04

Да, муравьи - интересные создания))))))))))

JIuca · 28.03.2013, 21:23

Ну чисто Мозаика описана))))

Особенно про гибель отдельно взятых муравьев.

Караван · 29.03.2013, 07:52

↓↓ komment

квит · 29.03.2013, 07:57

Муравьиные алгоритмы для решения нп-задач будем тут изучать? или неинтересно?

Караван · 29.03.2013, 07:59

За пчёл обидно. )))))

Цитата:

Эта особенность не встречается более нигде в мире животных, и именно в ней кроется ключ к пониманию причин возникновения социального поведения у пчел.

)))

Технолог · 29.03.2013, 09:28

Цитата:

Сообщение от Караван

Тема очень заужена. Проявления "внешнего интеллекта" видны не только у муравьёв.
Вот о пчёлах есть материал ))) :

Тема заужен изначально, именно с целью отделить понятие "внешнего интеллекта" от понятия "эусоциальность". Пчелы - истинно общественные животные, как и муравьи, и даже млекопитающие такие есть.

Но именно у муравьев реализуется запаховый интерфейс интеллекта для конечных исполнителей с минимумом мозгов (у муравья в мозгу всего всего 250 тыс. нейронов, а у рабочей пчелы - до 850 тыс. Пчелы способны передавать друг другу сообщения в виде "двигательных абстракций", а муравьи - нет Именно муравьи используют окружающую среду для "записи сообщений", пчелы обходятся без этого.

Именно поэтому в теме говорится о "внешнем интеллекте" у муравьев.

Технолог · 29.03.2013, 09:28

Цитата:

Сообщение от квит

Муравьиные алгоритмы для решения нп-задач будем тут изучать? или неинтересно?

Очень интересно. Свои примеры есть?

Караван · 29.03.2013, 09:34

Цитата:

Сообщение от Технолог

Тема заужен изначально, именно с целью отделить понятие "внешнего интеллекта" от понятия "эусоциальность".

Теперь понятно. спс. )))

Ирис · 29.03.2013, 09:39

Цитата:

Сообщение от Технолог

Пчелы способны передавать друг другу сообщения в виде "двигательных абстракций", а муравьи - нет Именно муравьи используют окружающую среду для "записи сообщений", пчелы обходятся без этого.

Возможно, но я читала, что муравьи имеют достаточно высокую способность к самообучению... Как это вписывается в теорию внешнего разума??

Технолог · 29.03.2013, 09:58

Цитата:

Сообщение от Ирис

Возможно, но я читала, что муравьи имеют достаточно высокую способность к самообучению... Как это вписывается в теорию внешнего разума??

А вот это интересно. Ты читала об обучаемости отдельной особи или о поведении групп муравьёв? И кто писал, в какой книге?

Ирис · 29.03.2013, 10:03

Я уже не помню точно где я читала. В каком-то журнале. Вполне себе научном... или научно-популярном. Точно - не в глянце.

Там описывались опыты с группой муравьёв-разведчиков, которых заманивали в ловушки с сахаром. Там фишка была в том, что группа могла выбраться наружу только при условии, что один из муравьёв НЕ заходил в ловушку. После того как задача выхода из ловушки была однажды решена - эта группа муравьёв всегда оставляла одного муравья на стрёме.

Технолог · 29.03.2013, 10:08

Ещё более интересно. Жаль, что нет данных о следующей стадии эксперимента - могла ли решить задачу другая группа муравьев, если в её состав включить муравья из обученной группы?

Технолог · 29.03.2013, 10:25

При более внимательном изучении вопроса выясняется, что материал статьи из первого поста страдает некоторой однобокостью по отношению к муравьям:

http://www.groh.ru/gro/ant/ant.html

по теории смены стимулов, выдвинутой французским энтомологом Р. Шовеном, муравей действует фактически как жестко запрограммированный семьей автомат, реакции, тип поведения которого заранее определены для каждой точки пространства. Охотник, выйдя из гнезда, не смотрит на добычу, пока не придет в предназначенную для него зону поиска добычи. Там он только ищет добычу, найдя и захватив ее, действует далее как транспорт и т. п. При этом место охоты и расстояние до него заданы в гнезде. Индивидуальная инициатива при выполнении функции, таким образом, отсутствует.

Весьма привлекательным для ряда исследователей оказался тезис об исключительном «альтруизме» рабочих муравьев, самоотверженно и без всякого вознаграждения денно и нощно пекущихся о товарищах по гнезду и даже чужих яйцах, личинках, куколках (т. е. о потомстве других особей-яйцекладущих самок).

Такие односторонние подходы не оправданы и не подтверждаются фактами. Многочисленные опыты и наблюдения за муравьями в природе показывают, что семья не в состоянии дать индивиду полную программу действий в гнезде или на участке. Его поведение всегда носит печать индивидуальности. Семья же, ее потребности лишь побуждают особь к действию, причем обычно в самой общей форме (нужна пища, холодно и т. п.). Задача и место ее выполнения конкретизируются при индивидуальном взаимодействии муравья с другими членами семьи в процессе их жизнедеятельности. Для смены стимулов не остается места.

«Альтруизм» рабочих муравьев также не выдерживает критики. Все формы ухода муравьев друг за другом и за молодью базируются на обязательной взаимности или вознаграждении. Кормя личинку, муравей получает от нее капельку насыщенной ферментами пищи. Но вот в гнезде появились жучки ламехузы, выделяющие очень привлекательные для муравьев вещества. И тут муравьи забывают о бескорыстной любви к личинкам и переключаются на уход за ламехузами - чистят их, кормят, переносят из гнезда в гнездо. Забытые личинки между тем могут погибнуть.

В каждом конкретном случае поступки муравья отражают прежде всего его собственное состояние (возрастные особенности поведения, выполняемую функцию, норму реакции на внешние раздражители, степень усталости и т. д.). И все же муравейник процветает. В основе этого процветания лежит соответствие между исходной предрасположенностью взрослого муравья к той или иной деятельности и потребностью семьи в различных функционерах. Если в муравейнике не хватает охотников, то подходящие для этого молодые рабочие быстрее обычного завершат внутригнездовую «школу» и выйдут на участок. Если обнаружится нехватка нянек, обычно самых молодых муравьев, часть бывших нянек вернется к исполнению своих прежних обязанностей. Однако муравьев, не соответствующих по складу характера дефицитной профессии, подобные перестройки обычно не затрагивают.

Оказанное выше не принижает роли семьи, но показывает, что гармоничное взаимодействие общины и индивида достигается путями, не требующими машинизации поведения рабочего муравья. Для индивида остаются значительные возможности выбора занятий и инициативы во время исполнения своих обязанностей. И если в первом случае чрезвычайные условия могут продиктовать особи и не совсем подходящее для нее место в жизни семьи, то индивидуальная инициатива функционеров просто необходима для самого существования муравейника.

Взаимодействие особей разных полиэтических групп и возрастов строится по иерархическому принципу. Активные фуражиры-разведчики у многих видов не только обнаруживают источники пищи, но и являются «поводырями» для групп пассивных фуражиров. В группе особей, мобилизованных из гнезда, разведчик играет роль вожака, лидера. Самостоятельно, без помощи разведчика пассивные фуражиры часто не могут найти обнаруженную им добычу, даже если путь к ней промечен следовыми феромонами (выделено мной - Технолог). Однако роль лидера непродолжительна во времени и не относится исключительно к данной группе особей. Каждый разведчик потенциально является таким лидером и может мобилизовать тех или любых других пассивных фуражиров, но не мобилизует муравьев-разведчиков. У жнецов рода мессор в роли лидеров, увлекающих рабочих-сборщиков семян, одновременно могут выступать несколько разведчиков.

Ирис · 29.03.2013, 10:27

Цитата:

Сообщение от Технолог

Ещё более интересно. Жаль, что нет данных о следующей стадии эксперимента - могла ли решить задачу другая группа муравьев, если в её состав включить муравья из обученной группы?

Разведчики должны были как-то поделиться информацией с фуражирами. Иначе, сам понимаешь, в освоенном уроке - не было бы смысла. Фуражиры не смогли бы выполнить свою задачу по доставке продовольствия.

Afa · 29.03.2013, 21:53

дык запах

BOBA · 29.03.2013, 22:10

на Буддийском форуме тема про мурашей была, с исследованиями. Вроде пустынные дотумкали перегрызать нитку, к которой привязан сородич.
поищу....

BOBA · 31.03.2013, 16:06

Муравьиная тема на БФ
http://board.buddhist.ru/showthread.php?t=13792

28.03.2013, 13:46	#1
Технолог Крылатый Волк Регистрация: 26.07.2007 Адрес: Ближнее башкирское дорубежье Сообщений: 2,062	Внешний интеллект на примере муравьев Предлагаю интересное описание того, как муравейник в целом решает задачи, недоступные интеллекту каждого муравья в отдельности. http://www.computerra.ru/60971/ants/ Лексикон среднего муравья состоит из десятка-другого феромонных сигналов. Встречая их, он действует как конечный автомат: без вопросов и размышлений переходит к алгоритму, который соответствует сигналу, и отрабатывает его до тех пор, пока не произойдёт переход в другое состояние. Вот прекрасный пример того, насколько жёстко запрограммированы реакции муравьёв. Когда муравей гибнет внутри муравейника, поначалу никто не обращает на него внимания, даже если он лежит на пути и мешает движению. Через пару дней его разложение приводит к образованию олеиновой кислоты. Запах олеиновой кислоты — это сигнал. Первый же муравей, учуявший его, переходит в режим могильщика: он хватает источник запаха и тащит на свалку. Действительно ли это муравей и мёртв ли он — не играет роли. Если измазать в олеиновой кислоте здорового муравья, его так или иначе выкинут из муравейника. Сопротивление бесполезно: лишь когда запах выветрится, муравью позволят «вернуться в мир живых». Окрестности каждого муравейника покрыты густой сетью невидимых химических записей. Эта сеть представляет собой своего рода внешнюю память колонии. Муравьи следуют записанным в ней инструкциям с беспрекословностью компьютеров, исполняющих программу, попутно дописывая, улучшая и отлаживая её. Создание невидимой феромонной программы начинается с муравья, который сбился с готовой дорожки. Без неё он вынужден хаотично рыскать в окрестностях муравейника, разыскивая еду для колонии. Найдя что-то, заслуживающее внимания, муравей возвращается в гнездо, оставляя за собой пахучий след. «Внешняя память» муравьёв не застрахована от ошибок. Если феромонный путь замкнётся, муравьи попадут в бесконечный цикл, из которого нет выхода. Каждый новый круг по замкнутому маршруту усиливает запах следа, привлекая всё новых и новых жертв. Так продолжается до тех пор, пока муравьи не погибнут от истощения. Новые добытчики движутся уже по его следам, и каждый из них тоже отмечает пройденный путь феромонами. Чем больше муравьёв достигают хлебного места и возвращаются обратно, тем мощнее становится феромонный след. И вот тут есть интересная подробность: муравьи далеко не сразу выстраиваются гуськом и идут друг за другом след в след. Пока запах слабый, они добираются до цели как придётся и часто отклоняются от траектории, по которой следовал разведчик и которая, скорее всего, далека от идеала. Рано или поздно кому-то удаётся наткнуться на более короткий и быстрый маршрут. Пока другие добираются до цели окружной дорогой, этот муравей и его последователи успевают совершить три захода. В результате их феромонный след усиливается гораздо быстрее. Запах привлекает других муравьёв, и вскоре самый короткий путь превращается в главную магистраль. Менее удачные дорожки оказываются заброшены и постепенно утрачивают запах. Что произошло? Муравьи нашли оптимальное решение довольно сложной задачи. Даже их ошибки и случайные блуждания в итоге принесли пользу: с их помощью колония изучила все возможные варианты, а затем сделала выбор в пользу лучшего. Если найденную дорогу перегородит препятствие, процесс повторится: муравьи ринутся в обход, найдут несколько альтернативных вариантов, кратчайший путь быстрее накопит феромонные следы, победит более длинные и всё вернётся на круги своя. Нарушенная программа скорректируется. __________________ Ближе к жизни! Последний раз редактировалось Технолог; 28.03.2013 в 13:49.

28.03.2013, 21:04	#2
BOBA Сетевой эльф Регистрация: 27.09.2007 Сообщений: 37,362	Да, муравьи - интересные создания)))))))))) __________________ Магическое зеркало: видеть себя в других, видеть других в себе... Предпочитаю вежливость.

28.03.2013, 21:23	#3
JIuca Пользуясь случаем, хочу.. Регистрация: 24.01.2010 Сообщений: 16,140	Ну чисто Мозаика описана)))) Особенно про гибель отдельно взятых муравьев. __________________ у вас ещё не всё так плохо и в целом даже хорошо сказал психолог и заплакав ушел (с)

29.03.2013, 07:57	#5
квит Администратор Регистрация: 18.02.2010 Сообщений: 17,007	Муравьиные алгоритмы для решения нп-задач будем тут изучать? или неинтересно? __________________ Да здравствует то благодаря чему мы несмотря ни на что!!!

29.03.2013, 10:03	#12
Ирис Нетолерантный социопат Регистрация: 12.04.2008 Адрес: Центр циклона Сообщений: 21,734	Я уже не помню точно где я читала. В каком-то журнале. Вполне себе научном... или научно-популярном. Точно - не в глянце. Там описывались опыты с группой муравьёв-разведчиков, которых заманивали в ловушки с сахаром. Там фишка была в том, что группа могла выбраться наружу только при условии, что один из муравьёв НЕ заходил в ловушку. После того как задача выхода из ловушки была однажды решена - эта группа муравьёв всегда оставляла одного муравья на стрёме. __________________ Сочту за честь называть себя русским. (с) Я Я не участвую в войне. Война - участвует во мне. (с) Зеркала & Отражения, Nota Bene!

29.03.2013, 10:08	#13
Технолог Крылатый Волк Регистрация: 26.07.2007 Адрес: Ближнее башкирское дорубежье Сообщений: 2,062	Ещё более интересно. Жаль, что нет данных о следующей стадии эксперимента - могла ли решить задачу другая группа муравьев, если в её состав включить муравья из обученной группы? __________________ Ближе к жизни!

29.03.2013, 10:25	#14
Технолог Крылатый Волк Регистрация: 26.07.2007 Адрес: Ближнее башкирское дорубежье Сообщений: 2,062	При более внимательном изучении вопроса выясняется, что материал статьи из первого поста страдает некоторой однобокостью по отношению к муравьям: http://www.groh.ru/gro/ant/ant.html по теории смены стимулов, выдвинутой французским энтомологом Р. Шовеном, муравей действует фактически как жестко запрограммированный семьей автомат, реакции, тип поведения которого заранее определены для каждой точки пространства. Охотник, выйдя из гнезда, не смотрит на добычу, пока не придет в предназначенную для него зону поиска добычи. Там он только ищет добычу, найдя и захватив ее, действует далее как транспорт и т. п. При этом место охоты и расстояние до него заданы в гнезде. Индивидуальная инициатива при выполнении функции, таким образом, отсутствует. Весьма привлекательным для ряда исследователей оказался тезис об исключительном «альтруизме» рабочих муравьев, самоотверженно и без всякого вознаграждения денно и нощно пекущихся о товарищах по гнезду и даже чужих яйцах, личинках, куколках (т. е. о потомстве других особей-яйцекладущих самок). Такие односторонние подходы не оправданы и не подтверждаются фактами. Многочисленные опыты и наблюдения за муравьями в природе показывают, что семья не в состоянии дать индивиду полную программу действий в гнезде или на участке. Его поведение всегда носит печать индивидуальности. Семья же, ее потребности лишь побуждают особь к действию, причем обычно в самой общей форме (нужна пища, холодно и т. п.). Задача и место ее выполнения конкретизируются при индивидуальном взаимодействии муравья с другими членами семьи в процессе их жизнедеятельности. Для смены стимулов не остается места. «Альтруизм» рабочих муравьев также не выдерживает критики. Все формы ухода муравьев друг за другом и за молодью базируются на обязательной взаимности или вознаграждении. Кормя личинку, муравей получает от нее капельку насыщенной ферментами пищи. Но вот в гнезде появились жучки ламехузы, выделяющие очень привлекательные для муравьев вещества. И тут муравьи забывают о бескорыстной любви к личинкам и переключаются на уход за ламехузами - чистят их, кормят, переносят из гнезда в гнездо. Забытые личинки между тем могут погибнуть. В каждом конкретном случае поступки муравья отражают прежде всего его собственное состояние (возрастные особенности поведения, выполняемую функцию, норму реакции на внешние раздражители, степень усталости и т. д.). И все же муравейник процветает. В основе этого процветания лежит соответствие между исходной предрасположенностью взрослого муравья к той или иной деятельности и потребностью семьи в различных функционерах. Если в муравейнике не хватает охотников, то подходящие для этого молодые рабочие быстрее обычного завершат внутригнездовую «школу» и выйдут на участок. Если обнаружится нехватка нянек, обычно самых молодых муравьев, часть бывших нянек вернется к исполнению своих прежних обязанностей. Однако муравьев, не соответствующих по складу характера дефицитной профессии, подобные перестройки обычно не затрагивают. Оказанное выше не принижает роли семьи, но показывает, что гармоничное взаимодействие общины и индивида достигается путями, не требующими машинизации поведения рабочего муравья. Для индивида остаются значительные возможности выбора занятий и инициативы во время исполнения своих обязанностей. И если в первом случае чрезвычайные условия могут продиктовать особи и не совсем подходящее для нее место в жизни семьи, то индивидуальная инициатива функционеров просто необходима для самого существования муравейника. Взаимодействие особей разных полиэтических групп и возрастов строится по иерархическому принципу. Активные фуражиры-разведчики у многих видов не только обнаруживают источники пищи, но и являются «поводырями» для групп пассивных фуражиров. В группе особей, мобилизованных из гнезда, разведчик играет роль вожака, лидера. Самостоятельно, без помощи разведчика пассивные фуражиры часто не могут найти обнаруженную им добычу, даже если путь к ней промечен следовыми феромонами (выделено мной - Технолог). Однако роль лидера непродолжительна во времени и не относится исключительно к данной группе особей. Каждый разведчик потенциально является таким лидером и может мобилизовать тех или любых других пассивных фуражиров, но не мобилизует муравьев-разведчиков. У жнецов рода мессор в роли лидеров, увлекающих рабочих-сборщиков семян, одновременно могут выступать несколько разведчиков. __________________ Ближе к жизни!

29.03.2013, 21:53	#16
Afa Шволочь. И провокатор. Регистрация: 12.02.2006 Сообщений: 31,229	дык запах __________________ ... Survivors will be shot again.

29.03.2013, 22:10	#17
BOBA Сетевой эльф Регистрация: 27.09.2007 Сообщений: 37,362	на Буддийском форуме тема про мурашей была, с исследованиями. Вроде пустынные дотумкали перегрызать нитку, к которой привязан сородич. поищу.... __________________ Магическое зеркало: видеть себя в других, видеть других в себе... Предпочитаю вежливость.

31.03.2013, 16:06	#18
BOBA Сетевой эльф Регистрация: 27.09.2007 Сообщений: 37,362	Муравьиная тема на БФ http://board.buddhist.ru/showthread.php?t=13792 __________________ Магическое зеркало: видеть себя в других, видеть других в себе... Предпочитаю вежливость.