Νοημοσύνη σμήνους

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Μετάβαση σε: πλοήγηση, αναζήτηση

Η νοημοσύνη σμήνους (swarm intelligence) είναι η συλλογική συμπεριφορά μη-κατανεμημένων, αυτό-οργανωμένων φυσικών ή τεχνητών συστημάτων. Η ιδέα εφαρμόζεται στον τομέα της τεχνητής νοημοσύνης. Ο όρος εισήχθη από τους Gerardo Beni και Jing Wang το 1989.[1] Η νοημοσύνη σμήνους είναι μια ιδιότητα συστημάτων που επιδεικνύουν συλλογικά ευφύη συμπεριφορά. Ένα σύστημα αντιπροσωπεύει μια οντότητα που ανιχνεύει το περιβάλλον προκειμένου να εκτελέσει μαι ενέργεια που έχει επιλέξει. Η κάθε οντότητα λειτουργεί αυτόνομα και προκύπτει μια συνολική συλλογική συμπεριφορά. Δεν παίρνουν οδηγίες από κανέναν, παίρνουν αποφάσεις και  μέσα από απλούς κανόνες εμφανίζονται φαινόμενα (σμήνη πουλιών, κοπάδια ψαριών, άναμμα πυγολαμπίδων, τα μυρμήγκια υπολογίζουν βέλτιστες διαδρομές προς την τροφή τους, μέλισσες να ενημερώνουν τη κυψέλη για νέκταρ) τα οποία οδηγούνται μέσα από τη συλλογική συμπεριφορά και ευφυΐα.


Τα συστήματα νοημοσύνης σμήνους κατά κανόνα αποτελούνται από έναν πληθυσμό απλών, αυτόνομων πρακτόρων ή διαμεσολαβητών (boids) που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους και με το περιβάλλον τους σε τοπικό επίπεδο. Τα συστήματα είναι εμπνευσμένα από τη φύση και ειδικότερα από τα βιολογικά συστήματα. Οι πράκτορες ακολουθούν πολύ απλούς κανόνες, και παρόλο που δεν υπάρχει καμία συγκεντρωτική δομή ελέγχου να υπαγορεύει πως πρέπει να συμπεριφέρονται οι πράκτορες, τοπικές - και έως ένα βαθμό τυχαίες - αλληλεπιδράσεις μεταξύ τέτοιων πρακτόρων οδηγούν στην εμφάνιση μιας ευφυούς, καθολικής συμπεριφοράς, άγνωστης στους αυτόνομους πράκτορες. Φυσικά παραδείγματα της νοημοσύνης σμήνους περιλαμβάνουν τις αποικίες μυρμηγκιών, τα σμήνη πουλιών, τη βακτηριδιακή ανάπτυξη, τις αγέλες ή τα κοπάδια ζώων και τα κοπάδια ψαριών.


Η εφαρμογή των αρχών του σμήνους στα ρομπότ ονομάζεται ρομποτική σμήνους, ενώ ο όρος "νοημοσύνη σμήνους" αναφέρεται στο σύνολο των αλγορίθμων. Η πρόβλεψη σμήνους έχει χρησιμοποιηθεί στο πλαίσιο των προβλημάτων πρόγνωσης.

Ένα παράδειγμα νοημοσύνης σμήνου είναι σμήνη πουλιών κινούνται σαν ένα σώμα παρά του ότι αποτελούνται από πολλές. ανεξάρτητες οντότητες. Αν παρατηρήσει κανείς τα πουλιά θα προσέξει ότι κινούνται σαν  μια ομάδα με ένα κοινό προσανατολισμό. Αυτό το σύνολο που προκύπτει είναι μέσα από τη συνολική συμπεριφορά των πουλιών. Ένα πουλί βλέπει γύρω το περιβάλλον του και αναλόγως συνυπολογίζει σε σχέση με τα άλλα πουλιά για να πάρει τις δικές του αποφάσεις. Ο νόμος του Couzin αναφέρει τρεις αρχές: αν ένα πουλί βρίσκεται μακριά από τα άλλα τότε καταλαβαίνει ότι πρέπει να αναπτύξει ταχύτητα αν όμως πλησιάζει πολύ σε ένα άλλο τότε καταλαβαίνει ότι θα συγκρουστεί και μειώνει την ταχύτητα του, να υπάρχει δηλαδή στο σμήνος μια συνοχή, αν βρει εμπόδιο το αποφεύγει, διαχωρίζεται από το σύνολο και ξανασμίγουν και τρίτο πρέπει να έχουν μια κοινή κατεύθυνση να ακολουθούν μια συγκεκριμένη πορεία. Αρχή της συλλογικής συμπεριφοράς είναι ότι τα πουλιά πάντα προσπαθούν να διατηρήσουν μια ελάχιστη απόσταση μεταξύ των ιδιών αλλά και των άλλων. Αυτός ο κανόνας έχει υψηλή προτεραιότητα και αντιστοιχεί στη συμπεριφορά των ζώων στη φύση.

Δείτε επίσης[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Παραπομπές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. Beni, G., Wang, J. Swarm Intelligence in Cellular Robotic Systems, Proceed. NATO Advanced Workshop on Robots and Biological Systems, Tuscany, Italy, June 26–30 (1989)

Σχετική βιβλιογραφία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]