Teoría de Enjambres: grillos mormones, no moverse puede ser mortal

Colaborar y competir, coopetitividad, son claves del desarrollo de sociedades humanas, de insectos y animales. He posteado varios artículos relacionados a teoría de enjambres con lecciones inspiradoras, ahora comparto otros datos relacionado con el comportamiento de enjambres de grillos mormones que tienen un símil al comportamiento en las organizaciones humanas cuando los recursos son escasos, los cargos directivos son mínimos, las mañas son mayores, y donde descuidar el frente y/o la retaguardia pueden tener efectos desagradables 😉 Bien, veamos de que va la vida de un grillo dentro de su enjambre.

Uploaded on August 18, 2006 by BenM135

Vivir en grupos tiene su precio. Por lo menos, este es el caso para los millones de grillos mormones que marcharon juntos a través de las praderas de Idaho sureño el verano pasado.

En observar esta marcha enorme, el ecólogo Gregory Sword, anteriormente con el Servicio de Investigación Agrícola (ARS), y sus colegas descubrieron que mientras el enjambre de los insectos les protegió contra los pájaros y mamíferos predadores, la privación de comida causada por competición para ciertos nutrientes los llevó a canibalismo entre los grillos.

Por mucho tiempo, investigadores se han preguntado qué causa algunos tipos de insectos,

tales como el grillo mormón americano y los saltamontes del desierto africano, a moverse en masa. El hallazgo de los investigadores es que el movimiento es impulsado por los insectos mismos que tienen hambre, literalmente mordisqueando unos a otros en los talones por hambre y por miedo de ser comido. Esta es una explicación completamente novedosa.

Mormon Cricket. Uploaded on December 24, 2005En los EE.UU. occidentales, los grillos mormones pueden formar un enjambre de hasta seis millas de largo, dejando perplejos a los residentes y hurtando cosechas y plantas de jardines a la vez que se mueven a través del paisaje.

Para comprender mejor estos enjambre desconcertantes y a veces devastadores, Sword—quien recientemente aceptó un puesto con la Universidad de Sydney en Australia—se reunió con los investigadores Stephen Simpson de la Universidad de Sydney, Patrick Lorch de la Universidad Estatal de Kent en Ohio y Iain Couzin de la Universidad de Oxford en el Reino Unido.

En el estudio actual, el grupo descubrió que los grillos fueron privados de dos necesidades dietéticas: proteína y sal. De hecho, cuando los investigadores colocaron platos Petri que contenían dietas altas en proteína y sal directamente en el camino del enjambre muchos de los grillos dejaron de moverse para obtener acceso a ellas. Los grillos ignoraron los platos Petri que contenían una dieta de carbohidratos.

Los grillos mormones tienen fama de comerse uno al otro. Pero este fenómeno ahora es mejor explicado mejor porque, antes de todo, los insectos son paquetes perfectos de proteína y sal.

Uploaded on June 30, 2006 by DeepFriedTwinkies

Por Erin Peabody Agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU. 28-02-2006

Los hallazgos fueron publicados en la edición online de ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’ (Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias).

Photo: Mormon Cricket;  Uploaded on December 24, 2005 by TalkingTree

Las lecciones de los enjambres (swarms lessons)

Miles de insectos o animales sencillos con acciones simples forman un cerebro colectivo capaz de tomar decisiones complejas.

Los enjambres de hormigas, abejas, grillos, langostas, insectos en general y los grupos de animales, peces, ñues, elefantes, lobos, que actúan en conjunto de una manera hermosa y sorprendentemente coordinada, forman con su comportamiento individual una especie de cerebro colectivo, una inteligencia de grupo, un aparente único organismo vivo que es el resultado de la suma sinérgica de todas estas actitudes individuales. Los descubrimientos establecen que son reglas o leyes simples las que siguen lo individuos de un enjambre y que generan un comportamiento complejo, una especie de único organismo que se mueve y actúa inteligentemente. Me resulta especialmente fascinante conocer las características de estos comportamientos sociales, por las múltiples aplicaciones que tienen en campos tan diversos, como la inteligencia artificial, los robots buscadores en internet, la robótica, la sociología, las redes colaborativas, la economía, la ingeniería, el arte, el emprendimiento, etc.

 

Entender cómo se reúnen los animales en enjambres y por qué lo hacen son dos cosas distintas. En algunas especies, los animales pueden reunirse para que todo el grupo disfrute de una ventaja evolutiva. Por tanto, si los individuos cooperan, sus genes compartidos y asociados con el enjambre se volverán más comunes. Vía elmundo.es

 

Cuando su densidad supera un umbral, las langostas vuelan juntas
Entre los grillos, al que no se mueve se lo comen los demás

 

Uploaded on February 6, 2008 by ferran pestaña

Si alguna vez han observado a las hormigas entrando y saliendo de un nido, tal vez le recordaran una autopista llena de tráfico. Para Iain D. Couzin, dicha comparación es un cruel insulto… para las hormigas. Los habitantes de países desarrollados pasan muchas horas al año en atascos de tráfico, pero nunca veremos a las hormigas atascadas en un parón total.

Uploaded on October 2, 2006 by jlborelli Vista desde el primer nivel de la torre Eiffel

A las hormigas soldado, a las que Couzin observó durante mucho tiempo en Panamá, se les da especialmente bien moverse en grandes concentraciones. Si tienen que atravesar una depresión del terreno, erigen puentes para poder avanzar lo más rápidamente posible. “Construyen los puentes con sus cuerpos vivos“, explica Couzin, biólogo matemático de la Universidad de Oxford. “Los construyen cuando los necesitan y los deshacen cuando no los usan“. Con el estudio de las hormigas soldado -así como de pájaros, peces, langostas y otros animales gregarios-, Couzin y sus colaboradores están empezando a descubrir normas simples que permiten a los enjambres funcionar tan bien. Esas normas permiten a miles de animales relativamente sencillos formar un cerebro colectivo capaz de tomar decisiones y de moverse como un único organismo.

Sin embargo, descifrar esas normas supone todo un desafío, porque el comportamiento de los enjambres surge impredeciblemente de las acciones de miles o millones de individuos. “Por mucho que observemos una sola hormiga soldado“, puntualiza Couzin, “nunca comprenderemos que cuando pones millón y medio juntas forman estos puentes y columnas. No se puede saber“.

Para comprender los enjambres, Couzin crea modelos informáticos de enjambres virtuales. Cada modelo contiene miles de agentes individuales que él puede programar para que sigan unas cuantas normas sencillas. Para decidir cuáles deben ser esas normas, él y sus colaboradores enfilan hacia las selvas, los desiertos o los océanos para observar animales en acción.

Daniel Grunbaum, biólogo matemático de la Universidad de Washington, explica que su campo está logrando grandes avances gracias a que las matemáticas y la observación de la naturaleza se han sumado al trabajo de Couzin y otros. “En los próximos 10 años va a haber muchos progresos“. Explica que Couzin ha tenido un papel importante a la hora de fusionar los diferentes tipos de ciencia necesarios para comprender el comportamiento de los animales en grupo. “Ha sido un verdadero líder que ha sabido reunir muchas ideas“, opina Grunbaum. “Tiene una visión más amplia. Si funciona, representará un gran avance“.

En el caso de los ejércitos de hormigas, a Couzin le intrigaban sus autopistas. Lo que Couzin quería saber era por qué las hormigas soldado no entran y salen de la colonia en una masa alocada y desorganizada. Para descubrirlo creó un modelo informático basado en la biología básica de las hormigas.

Para probar este modelo, Couzin y Nigel Franks, experto en hormigas de la Universidad de Bristol, Inglaterra, siguieron con una cámara la estela de unas hormigas soldado en Panamá. Al regresar a Inglaterra, repasaron la película fotograma a fotograma, analizando los movimientos de 226 hormigas. “Todo lo que ocurre en el mundo de las hormigas sucede a un ritmo tan rápido que es muy difícil verlo“, comenta Couzin.

Al final descubrieron que las hormigas de verdad se movían del modo que Couzin había previsto que permitiría a todo el enjambre avanzar con la mayor rapidez posible. Couzin ha ampliado este modelo de hormigas a otros animales que se mueven en multitudes gigantescas, como peces y pájaros. Y en lugar de dedicarse él a seguir a los animales, ha creado programas que permiten que los ordenadores hagan el trabajo.

Cuanto más estudia el comportamiento de los enjambres, más patrones comunes encuentra en muchas especies diferentes. Le recuerdan las leyes de la física que rigen los líquidos. “Miras el metal líquido y el agua y entiendes que ambos son líquidos“, señala. “Tienen características fundamentales en común. Eso es lo que he encontrado en los grupos animales: que hay estados fundamentales en los cuales pueden existir“.

Al igual que el agua líquida puede empezar de repente a hervir, también los enjambres animales pueden cambiar bruscamente debido a unas sencillas reglas. Couzin ha descubierto algunas de estas reglas en el modo en que las langostas empiezan a formar sus devastadoras plagas. Los insectos se mueven habitualmente de un lado a otro solos, pero a veces las langostas jóvenes se unen en enormes bandas que recorren el territorio devorando todo lo que encuentran a su paso. Tras desarrollar alas, se elevan en el aire en forma de gigantescas nubes compuestas por millones de insectos. “¿Por qué de repente la situación se descontrola, y estas langostas forman enjambres y destrozan cosechas?“, dice Couzin.

Couzin viajó a zonas remotas de Mauritania para estudiar el comportamiento de las plagas de langostas. De vuelta en Oxford, él y sus colaboradores construyeron una senda circular en la que las langostas podían caminar. “Podíamos rastrear el movimiento de todos estos individuos cinco veces por segundo durante ocho horas al día“, recuerda.

Los científicos descubrieron que cuando la densidad de langostas superaba un umbral, los insectos de repente empezaban a moverse juntos. Cada langosta intentaba ajustar sus movimientos a los de su vecina. Sin embargo, cuando las langostas estaban muy separadas, esta regla no les afectaba mucho. Sólo cuando tenían vecinas suficientes formaban espontáneamente enormes bandadas. “Demostramos que no necesitamos tener muchísima información sobre los individuos para predecir cómo se va a comportar un grupo“, dice Couzin de los hallazgos sobre las langostas, publicados en junio de 2006 en Science (Buhl, J., Sumpter, D.J., Couzin, I.D., Hale, J., Despland, E, Miller, E & Simpson, S.J. (2006) From disorder to order in marching locusts. Science 312, 1402-1406).

Uploaded on May 15, 2006 by cuellar

Sin embargo, entender cómo se reúnen los animales en enjambres y por qué lo hacen son dos cosas distintas. En algunas especies, los animales pueden reunirse para que todo el grupo disfrute de una ventaja evolutiva. Todas las hormigas soldado de una colonia, por ejemplo, pertenecen a la misma familia. Por tanto, si los individuos cooperan, sus genes compartidos y asociados con el enjambre se volverán más comunes.

Pero en los desiertos de Utah, Couzin y sus colaboradores descubrieron que las colonias gigantescas pueden estar compuestas por muchos individuos egoístas. A veces los grillos mormones se reúnen por millones y avanzan en bandadas de casi 10 kilómetros. La razón es que cuando no encuentran sal y proteínas suficientes, se vuelven caníbales. “Cada grillo es en sí una fuente nutritiva perfectamente equilibrada“, dice Couzin. “Por eso los grillos intentan atacar a otros individuos aproximadamente cada 17 segundos. Al que no se pone en movimiento es probable que se lo coman“. Este movimiento colectivo hace que los grillos formen enormes enjambres. “Todos estos grillos se ven obligados a avanzar“, explica Couzin. “Intentan atacar a los grillos que van delante, y evitar que los coman los que van detrás“.

Leer más en nopiedra.wordpress.com/category/swarm

Enjambres, Individuos y progreso colaborativo

Definitivamente a todo@s nos cuesta asumir que Lo que no beneficia al enjambre, tampoco beneficia a la abeja (atribuido a Marco Aurelio).

Ants, Hormigas Tayronas

Y esto viene a que ayer se lanzó un post de reclamo en un blog corporativo universitario del cual soy su creador y actualmente lo administro. El fin no justifica los medios, y el post tenia un reclamo que aunque tenía parte de razón, también evidenciaba “mala sangre”, deseo de manipulación, contenía información incompleta y generaba odio, no habia deseo de proponer formas de mejorar. Me pregunté si debía moderarlo o no, dado que he intentado generar -a través de herramientas 2.0- un cultura horizontal en un ambiente universitario, la decisión no fue fácil. A la fecha, en el blog, solamente se han moderado un comentario que atacaban directamente a una persona en su vida sexual privada, y tener una cultura open implica tener en cuenta guías que permitan la convivencia social.

En el caso del autor del post mencionado, en sus anteriores publicaciones, no ha recibido ninguna censura ni moderación por parte de autoridades ni administradores del blog.

Cuando estamos construyendo un propósito colegiado que permita generar inteligencia colectiva que nos lleve a mejorar nuestro ambiente, capacidades y relaciones, la diversidad de opiniones/acciones es necesaria tanto como la empatía. También, como sucede en la naturaleza, son necesarios los “bichos” y parásitos (según dice un biólogo amigo el 5% de ellos permite la evolución) ¿En qué grado? ¿Hay límites en la tolerancia?.

Luego de reflexionar sobre la decisión de moderar el post en mención, redacté el siguiente comentario al post

Nota del Administrador: Este post se va a moderar, se van a considerar comentarios que sean aportativos. En cuanto al contenido del post es necesario tener en cuenta que se debe considerar que varios de los servicios que recibe un estudiante de la Universidad y Facultad en particular, están subvencionados y a la fecha el Servicio que usted señala no es un servicio que se encuentre dentro del paquete que comprende una matrícula.

¿Cómo mejoramos?

Al cabo de una hora el creador del post, al ver la nota del administrador, -eso asumo yó- borró el post sin justificar su acción y eliminando la posibilidad de que podamos recibir aportes que permitan solucionar la debilidad del servicio que se planteaba. Me queda la duda si son valientes los que actuan en la oscuridad y que huyen cuando se sienten observados, o que la jerarquía y las restricciones que hay en un entorno atonta, asusta y no permite la colaboración.

Lo que no beneficia al enjambre, tampoco beneficia a la abeja

Para estudiar sobre comportamiento de enjambres hacer click.

El ejercicio que me queda es criticar sin destruir, observar para mejorar.

Swarm Theory – Paper National Geographic

Para quien desee una copia en inglés de la publicación de Teoría de Enjambres de National Geographic, hacer click en el siguiente link:

Please download

Swarm Theory.doc

Swarm Intelligence: tres claves que debemos aprender de los enjambres

Swarm Intelligence – Inteligencia de Enjambre – Colonias Inteligentes – Inteligencia Colectiva

Por años: niños, curiosos y científicos estan intrigados con los insectos sociales. Varios centros de investigación han elaborado estudios formales sobre el comportamiento de las hormigas –ants, abejas –bees, avíspas –wasps y animalitos parecidos. Es sorprendente la eficiencia que presentan estas sociedadas de insectos/animalitos.

Hormigas Parque Nacional Podocarpus

 

Hormigas del Parque Nacional Podocarpus en Zamora – Ecuador

Los campos de aplicación de la inteligencia de los enjambres es diversa: negocios, reorganización de operaciones en empresas diversas, solución a problemas de ingeniería de tráfico en redes, optimización de procesos de búsqueda, disminución de costos ocasionados por desperdicio en logística, mejorar estrategias para eliminar virus informáticos, aumento de productividad en la administración de aeropuertos, eficiencia en los mercados de valores, sistemas inteligentes para administración de mejores rutas en carreteras, optimización de sistemas de carga, entre otros.

¿Pero puede enseñarnos algo verdaderamente sorprendente un ser tan limitado como una hormiga?, la respuesta es que quizá una hormiga No enseñe mucho, pero en cambio, Si podemos aprender mucho de una colonia, un enjambre de hormigas. Si nos fijamos las hormigas forrageras, a través de reglas muy simples, siempren encuentran rutas eficientes desde el hormiguero hacia las fuentes de comida. ¿Y este comportamiento social/inteligente de insectos/enjambres puede ser útil para solucionar problemas? Por supuesto, en base a estos comportamientos se puede desarrollar vías más efectivas para desarrollar cronogramas de trabajo en fábricas, planificación en el uso de equipos, dividir tareas entre trabajadores, organizar gente, administrar rutas, evitar pérdidas, atascos y desperdicios, etc.

Individualmente una hormiga, abeja, avispa o térmita tienen una inteligencia y comportamiento limitado y pobre. Estos animalitos trabajan independientemente sin necesidad de supervisores o capataces. Sin embargo en comunidad son capaces de construir obras de ingeniería maravillosas, capaces de mantener una temperatura ambiental adecuada, espacios de almacenamiento, transporte, descanzo, ventilación y con canales de distribución de oxigeno/dióxido de carbono confortables. ¿Cómo lo hacen?, como he dicho, como individuos las hormigas -o cualquier otro animalito social- son pobres en términos de inteligencia, pero en comunidad no; los equipos de trabajo de insectos que funcionan socialmente se autoorganizan, se autoregulan, a través de un proceso de coordinación basado en la interación individual de los miembros de las colonias. Las colonias pueden solucionar problemas de alta dificultad con la acción muy simple de un individuo interactuando con otro.

Hormiguero en Parque Nacional Podocarpus

El comportamiento que resulta de un grupo de insectos sociales, se conoce como “Inteligencia de Enjambres”, “Swarm Intelligence”, “Inteligencia Colectiva” y puede ser útil para solucionar un cantidad enorme de problemas. Al fin y al cabo varias son las disciplinas, organizaciones, individuos que han usado o se “han inspirado” en el comportamiento de organismos vivos, para desarrollar soluciones impresionantes. Recuerda a que se parece un avión, un Mac, un auto, un submarino, etc.

Desde la década de los 80 muchos investigadores han desarrollado modelos matemáticos rigurosos para describir el comportamiento de insectos sociales.

Yo envidio a los insectos por su talento comunal; he intentado varias veces reproducir el modelo en las iniciativas que estan a mi alcance: organización de emprendedores, de grupos de investigación, de docencia, de trabajo en equipo. Estoy contento con lo conseguido aunque se que puedo mejorar si entiendo las claves de su funcioanamiento.En este sentido, son tres los aspectos que hacen que los insectos sociales sean exitosos y estén presenten en cualquier lugar de la tierra:

  1. Flexibilidad, la colonia puede adaptase a un entorno cambiante, extremo, adverso; tienen capacidad de autorecuperarse.
  2. Robustez, es decir, cuando uno o más individuos fallan -se equivocan o mueren 😦 -, el grupo puede seguir ejecutando la tarea
  3. Auto-organización, es decir las actividades no se controla centralizadamente ni se supervisan localmente. No hay reyes ni guardias (“chapas” en Ecuatoriano).

La organización en la que estoy trabajo tiene en sus valores institucionales alguno de ellos. En general, los dos primeros se practican o al menos se recitan en las organizaciones, sin embargo el tercer aspecto se considera de locos, de inadaptadados, problemáticos, se entiende en éste la idea de anarquía, de caos, desorden y pérdida.

La auto-organización implica que el comportamiento del grupo emerge desde las interacciones colectivas de todos los individuos y no de un jefe, rey, dictadorzuelo, un individuo elegido democráticamente, un mesías, ni nada que se le parezca. En general las ciencias complejas, y en particular la inteligencia de enjambres han determinado que si un individuo sigue reglas simples, el comportamiento resultante del grupo puede ser sorprendentemente complejo y altamente efectivo. A la larga la flexibilidad y la robustez son resultado de la auto organización.

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