Spazzolini da denti, BristleBots e la natura dell'intelligenza

Il comportamento collettivo degli insetti è una delle meraviglie della natura. In particolare, molte specie di termiti in qualche modo uniscono le forze per creare i più straordinari tumuli, strutture complesse con tunnel e caverne interconnessi che possono estendersi nel sottosuolo per molte decine di metri.

Il modo in cui organizzano questo comportamento è uno dei grandi misteri della scienza moderna. Varie teorie propongono che il comportamento emerga dal modo in cui gli insetti comunicano tra loro o addirittura da una sorta di intelligenza sociale.

Oggi, Luca Giomi e compagni dell'Università di Harvard a Cambridge forniscono un suggerimento che la risposta potrebbe essere molto più semplice e significativamente più strana di così. Dicono che un comportamento collettivo complesso emerga dalla meccanica del movimento attraverso un ambiente. In altre parole, non è richiesta alcuna comunicazione speciale, regole sociali o intelligenza di gruppo.

Questi ragazzi fanno la loro scoperta usando i BristleBots, semplici automi costituiti da una testina di spazzolino da denti e un motore vibratore per cellulare. Metti alcuni di questi in un recinto circolare e vagano a caso.

Ma quando Giomi e compagni hanno aumentato il numero di BristleBot, hanno iniziato ad auto-organizzarsi in cose come sciami vorticosi. Il passaggio dal disordine all'ordine si innesca solo quando la densità raggiunge una certa soglia. Hanno pubblicato un video del loro esperimento qui .

Giomi continua a simulare e riprodurre lo stesso comportamento utilizzando un modello al computer dei suoi BristleBots.

Naturalmente, in questa situazione c'è molto di più del movimento casuale di stupidi automi. I BristleBot sono in grado di rilevare e reagire agli aspetti del loro ambiente, nel senso che cambiano direzione quando rimbalzano sulle pareti confinanti e l'uno contro l'altro.

È questo fattore – la capacità di interagire con l'ambiente e altri BristleBot nel modo più semplice – che porta al comportamento auto-organizzato.

L'idea che l'interazione tra oggetti in movimento e il loro ambiente possa portare a comportamenti di tipo intelligente non è affatto nuova. Un esempio interessante è a una macchia d'olio apparentemente intelligente che è in grado di farsi strada attraverso un labirinto .

Questa intelligenza è solo un'illusione. Il trucco qui è rendersi conto che la soluzione del labirinto è codificata nella sua struttura. Quindi, posizionando una sostanza chimica al centro del labirinto, si crea un gradiente chimico che il blob segue usando una semplice reazione chimica.

Ma il punto importante è che questo meccanismo consente al blob di estrarre la soluzione dal suo ambiente.

Al momento, il comportamento dei BristleBot e l'ambiente in cui sono confinati sono entrambi relativamente semplici. Tuttavia, non è difficile immaginare che i Bristlebot dimostrino un comportamento più intelligente interagendo insieme in ambienti più complessi.

Una domanda interessante è se ci siano delle regole che regolino i tipi di comportamenti collettivi che emergono; se il comportamento emergente può essere progettato in modo riproducibile.

Ad esempio, sarebbe possibile creare un ambiente in cui i BristleBots finiscono per costruire una struttura simile a una città con tunnel e caverne interconnessi? Le termiti lo fanno in modo che non sia al di là delle possibilità che uno sciame di Bristlebot in un ambiente appropriato possa finire per spingere sabbia o mattoncini Lego in un modo che forma una struttura simile a un termitaio.

Al centro di tutto questo c'è la questione fondamentale della natura dell'intelligenza stessa. Noi umani pensiamo a noi stessi come esseri intelligenti ma quanto di questo è il risultato di semplici interazioni con l'ambiente in cui ci troviamo.

Il messaggio di termiti, macchie d'olio e BristleBots è probabilmente molto più di quanto pensiamo.

Rif: arxiv.org/abs/1302.5952 : Sciame, Vortice E Stasi In Sequestrati BristleBots

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