Con người nghiên cứu loài kiến để viết thuật toán

Bằng cách xem đàn kiến là một hệ thống thông minh bao gồm nhiều cá thể tuân theo những quy tắc đơn giản, nhà khoa học Bỉ, Deneubourg có thể mô phỏng chúng bằng các thuật toán.

Quá trình dùng robot mô phỏng thế giới côn trùng tiếp tục từng bước được mở rộng. Vài năm trước, nhà nghiên cứu Simon Garnier đã chế tạo những chú kiến robot có thể đi theo lối mòn mùi hương tin tức điện tử. Lối mòn này được tạo ra bởi một hàng các máy chiếu gắn bên trên, máy này tự động theo dõi chuyển động từng chú robo-kiến; trong khi đó các cảm biến ánh sáng được cài đặt trong “đầu” mỗi con robot, để nó có thể đi theo lối mòn phát sáng của đồng loại.

Con người nghiên cứu loài kiến để viết thuật toán
Những con kiến trong phim Ant-man cũng di chuyển theo một hệ thống tin tức. (Ảnh: Marvel).

Về cơ bản, chỉ cần tuân theo hai nguyên tắc đơn giản - cứ đi lung tung khám phá cho đến khi tìm thấy một “lối mòn” hoặc “thức ăn”, và bám theo lối mòn mạnh nhất nó tìm được - rốt cuộc những chú robo-kiến đã tìm ra lộ trình ngắn nhất đi qua một mê cung.

Bước chuyển hướng sang nghiên cứu bầy kiến như những kẻ tuân theo nguyên tắc một cách máy móc cũng đi đôi với nhận thức ngày càng tăng rằng một đàn kiến có thể hoạt động như một hệ thống tổ chức đơn nhất, cũng như máy tính là tập hợp của những mạch điện đơn lẻ. Ý tưởng này nổi tiếng là đã được chứng minh bởi nhà nghiên cứu người Bỉ Jean-Louis Deneubourg vào những năm 1970.

Một trong những thí nghiệm được biết đến nhiều nhất của ông yêu cầu phải dùng hai cây cầu khác nhau để kết nối một tổ kiến Argentine với một nguồn thức ăn cho chúng. Hai cây cầu giống nhau về mọi mặt, chỉ khác là một cây cầu dài gấp đôi cây còn lại. Ban đầu, lũ kiến chọn giữa hai cây cầu một cách ngẫu nhiên, nhưng thời gian qua, đại đa số đàn kiến đều chọn cây cầu ngắn hơn, vì một sự thật đơn giản là mùi hương tin tức của chúng tích tụ ở đó nhanh hơn.

Hệ thống của lũ kiến có khả năng tự điều chỉnh rất tài tình - con đường càng ngắn, mùi hương tin tức càng tươi mới, thu hút được số lượng đông hơn. Mấu chốt ở đây: Từng cá thể kiến có thể ngu ngốc, nhưng chúng có cái mà Deneubourg gọi là “trí thông minh tập thể” (Collective intelligence) ở mức độ cao.

Bằng cách xem đàn kiến là một hệ thống thông minh bao gồm nhiều cá thể tuân theo những quy tắc đơn giản, Deneubourg đã có thêm một bước tiến nữa: Ông phát hiện mình có thể mô tả chuyển động của chúng bằng các công thức toán học, mà sau đó có thể được dùng để tạo nên những mô hình máy tính.

Thuật toán đàn kiến - trong đó ban đầu sẽ có vô số lộ trình được khám phá, rồi những lộ trình tốt nhất được tăng cường còn số khác mờ đi - từ đó đã được dùng để cải thiện mạng lưới viễn thông Anh quốc, thiết kế những lộ trình vận chuyển hàng hóa hiệu quả hơn, để sắp xếp dữ liệu tài chính, phân phát đồ tiếp tế tốt hơn trong những hoạt động cứu trợ thiên tai, và lên kế hoạch cho các công việc trong nhà máy.

Các nhà khoa học đã chọn đàn kiến làm mẫu cho các thuật toán của họ vì kiến thường xuyên điều chỉnh thiết kế của chúng và dò tìm những phương pháp mới; chúng không chỉ tìm ra giải pháp hiệu quả tốt nhất, mà còn có kế hoạch dự trù khác nữa.

Từ khóa liên quan:
Loading...
TIN CŨ HƠN
Xác định liên hệ chết người giữa vi khuẩn miệng và ung thư

Xác định liên hệ chết người giữa vi khuẩn miệng và ung thư

Một nghiên cứu vừa công bố trên tạp chí khoa học Nature chỉ ra một tác nhân thúc đẩy sự tiến triển của loại ung thư gây chết người hàng thứ 2 thế giới.

Đăng ngày: 21/04/2024
Có thể bạn chưa biết: Ong vò vẽ chúa có thể sống dưới nước cả tuần

Có thể bạn chưa biết: Ong vò vẽ chúa có thể sống dưới nước cả tuần

Nghiên cứu phát hiện 81% số ong chúa bị ngập nước hoàn toàn vẫn sống sót sau 7 ngày, sau đó sống khỏe trong 8 tuần nữa trong điều kiện khô ráo.

Đăng ngày: 20/04/2024
Hơn 1.000 tỷ con côn trùng này đội đất chui lên khiến nước Mỹ rơi vào

Hơn 1.000 tỷ con côn trùng này đội đất chui lên khiến nước Mỹ rơi vào "thảm họa" lớn nhất trong 221 năm

Kể từ năm 1803, đây sẽ là lần đầu tiên những con côn trùng thuộc 2 lứa này cùng lúc xuất hiện ở Mỹ.

Đăng ngày: 19/04/2024
Giới khoa học phát hiện vi khuẩn

Giới khoa học phát hiện vi khuẩn "ma cà rồng" khát máu người

Giới khoa học Mỹ đã phát hiện đặc điểm mới như ma cà rồng của một số vi khuẩn, đó là lùng sục và tiêu thụ máu con người.

Đăng ngày: 19/04/2024
Nhiều lần đào được kim cương, nhà địa chất phát hiện: Chỗ nào có loài cây này, nơi ấy có thể chứa kho báu

Nhiều lần đào được kim cương, nhà địa chất phát hiện: Chỗ nào có loài cây này, nơi ấy có thể chứa kho báu

Thế giới tự nhiên luôn ẩn giấu những điều thú vị. Như chúng ta đều biết, cây cối thường mọc trên đất, cát hoặc nước, nhưng, loài cây dưới đây lại phát triển tại những khu vực có kim cương.

Đăng ngày: 18/04/2024
Ý tưởng táo bạo của công ty Anh: Biến lông gà thành món ăn

Ý tưởng táo bạo của công ty Anh: Biến lông gà thành món ăn

Một công ty tại Anh đã triển khai dự án độc đáo biến lông gà thành protein có thể ăn được, nhằm giảm thiểu rác thải từ lĩnh vực chăn nuôi gia cầm.

Đăng ngày: 15/04/2024
Chế tạo thành công giày, ví da từ... vi khuẩn

Chế tạo thành công giày, ví da từ... vi khuẩn

Các nhà nghiên cứu Anh đã thành công biến đổi gene vi khuẩn Komagataeibacter để tạo ra một loại da " thuần chay" không chứa nhựa và có khả năng tự nhuộm đen.

Đăng ngày: 10/04/2024
Tiêu điểm
Khoa Học News