Tópico: Abelhas resolvem dilema da computação

[Unknown]

Abelhas resolvem dilema da computação


Com um cérebro do tamanho de uma cabeça de alfinete, as abelhas resolvem rapidamente um problema matemático que deixa os supercomputadores ocupados por dias. [Imagem: UofL]

Problema do Caixeiro-viajante

Imagine uma cena que acontece todos os dias: um vendedor deve percorrer várias cidades e gostaria de saber o caminho mais curto que lhe permita visitar todas.

O problema é velho conhecido dos matemáticos e dos cientistas da computação, tão conhecido que é chamado de Problema do Caixeiro-viajante - caixeiros-viajantes eram pessoas que antigamente saíam vendendo badulaques pelas cidadezinhas do interior.

O fato é que não existe um algoritmo eficiente para resolver o problema. Mesmo os grandes supercomputadores podem ficar ocupados por dias tentando achar a solução para um número relativamente pequeno de cidades - isto porque ele precisa comparar todas as combinações possíveis de rotas.

Circuito neural mínimo

Mas a equipe do professor Lars Chittka, da Universidade de Londres, na Inglaterra, descobriu que as abelhas encontram a solução para o problema sem precisar de supercomputadores - e tendo um cérebro pouco maior do que a cabeça de um alfinete.

Abelhas não vendem badulaques por aí, mas elas precisam achar a rota mais eficiente para visitar diversas flores.

"As abelhas têm que associar centenas de flores de uma maneira que minimize a distância da viagem e, em seguida, encontrar de forma confiável o caminho de casa - não é uma façanha trivial se você tiver um cérebro do tamanho de uma cabeça de alfinete," diz Chittka.

Ao estudar como as abelhas fazem, os cientistas conseguiram identificar o circuito neural mínimo necessário para a solução de problemas complexos.

Da Internet ao trânsito

Chittka e seus colegas usaram flores artificiais controladas pelo computador para verificar se as abelhas iriam seguir uma rota definida pela ordem em que elas descobriram as flores ou se iriam procurar a rota mais curta.

Eles se espantaram ao ver que, depois de explorar a localização das diversas flores, as abelhas aprenderam rapidamente a fazer o percurso mais curto possível. A parte mais difícil da pesquisa foi ficar esperando o computador calcular o menor caminho possível, para checar se as abelhas estavam certas.

A descoberta tem uma ampla gama de aplicações - da entrega de pacotes de dados na Internet e de pacotes reais pelos Correios, até a eliminação de engarrafamentos nas cidades, apenas para citar alguns.

E, compreendendo como as abelhas podem resolver um problema que para os humanos se tornou um dilema, mesmo tendo um cérebro tão pequeno, poderemos melhorar nossas capacidades de administração de nossas necessidades diárias sem depender de computadores superpoderosos o tempo todo.

Bibliografia:
Travel Optimization by Foraging Bumblebees through Readjustments of Traplines after Discovery of New Feeding Locations
Mathieu Lihoreau, Lars Chittka, Nigel E. Raine
The American Naturalist
October 25, 2010
Vol.: 176, pp. 000-000
DOI: 10.1086/657042

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=abelhas-resolvem-problema-caixeiro-viajante&id=010150101028

[West]

O problema do caixeiro-viajante é classificado em computação como NP-completo, que é o último nível de complexidade que um problema pode alcançar. Na verdade não existe atualmente uma solução determinística, ou seja, exata para esse tipo de problema, em grande parte devido a capacidade computacional limitada dos processadores de hoje. Todas a soluções computacionais para esses tipos de problemas usam algorítimos aproximativos baseados em heurísticas que garantam a solução mais adequada a cada caso, ou seja, o nível de precisão varia de acordo com a necessidade de cada caso, já que soluções mais precisas demandam maior tempo de processamento.

O mais legal é que as abelhas parecem já virem "programadas" geneticamente com um algorítmo/heurística que lhes permite "resolver" esse problema. O que milhões de anos de evolução não pode fazer!?

[uiliníli]

Esse tipo de coisa não é nada raro na natureza. Por exemplo, os cães "conhecem" intuitivamente a Lei de Snell-Descartes, por exemplo, se ele for buscar alguma coisa que está na água ele entrará no melhor ângulo possível para tirar o máximo proveito de suas velocidades de corrida e de nado; mas esse é um problema que nós só aprendemos a resolver após a descoberta do cálculo diferencial. Não que não sejamos capazes de fazer algumas proezas também: toda vez que alguém joga uma bolinha para você e você consegue pegá-la, você está resolvendo intuitivamente um um problema de balística.

[West]

Pois é. Isso me fez pensar que o desenvolvimento em inteligência artificial no final das contas é uma mera tentativa de se imitar a inteligência natural e que, por isso, de artificial não tem nada. Na verdade a própria definição clássica do termo "artificial" é um equívoco, já que o homem também está inserido na natureza, de forma que artificial deveria ser entendido apenas como "aquilo que é fabricado pelo homem", desconsiderando sua antinomia com "natural".

[Moro]

isto me faz pensar que a abordagem de força bruta (tipo back tracking por exemplo) dá o resultado otimizado esperado por um caminho completamente distinto do que usamos tacitamente em nossas mentes para encontrar a solução, ou o caminho que a abelha utiliza para encontrar o caminho mais otimizado.

Se pudermos entender isso, a computação pode sair de uma abordagem força bruta para realmente algo mais próximo a inteligencia

[West]

E é justamente isso que os métodos heurísticos tentam fazer.

[Moro]

será que é esse o ponto? Uma heurística pode te ajudar a dar uma solução, mas não A solução como no caso das abelhas ou no caso do cão que foi citado.

tipo não fazemos heurística+força bruta.. pensamos de maneira distinta dos fundamentos de um sistema computacional

[André Luiz]

Pensei que esta parada ja havia sido resolvida com os roteirizadores


 

[Moro]

acho que a questão é a "melhor opção" e não uma "ótima opção"

[Geotecton]

[...]
O mais legal é que as abelhas parecem já virem "programadas" geneticamente com um algorítmo/heurística que lhes permite "resolver" esse problema. O que milhões de anos de evolução não pode fazer!?

[modo crente ligado]

Mais uma maravilha de deus.

[modo crente desligado]

[Dr. Manhattan]

Me pergunto se as abelhas têm o equivalente da "espiral da morte" das formigas:



fonte & explicações: http://theantroom.blogspot.com/2006/11/ant-death-spiral.html

[Gaúcho]

Qual a utilidade disso?

[Adriano]

Qual a utilidade disso?

É um bug no programa genético das formigas, que não as deixa preparadas para a localização do grupo principal em caso de perca destas.

[Geotecton]

Qual a utilidade disso?

Do "bug" das formigas ou da "sapiência" das abelhas?

[Gaúcho]

Do "bug" das formigas, já explicado pelo Adriano.

Valeu!

[uiliníli]

Qual a utilidade disso?

Mostrar para os criacionistas quando eles vêm com esse papo de DI

[Dr. Manhattan]

Qual a utilidade disso?

Mostrar para os criacionistas quando eles vêm com esse papo de DI

Na verdade, pensei em mostrar isso para os libertários defensores do estado mínimo. Eles dizem que
os agentes econômicos agindo independentemente para seu próprio ganho podem resultar em uma economia
mais eficiente. Pois é, nem sempre...

A crise econômica mundial atual pode ser vista como uma espiral da morte em grande escala

[Nina]

Pois é. Isso me fez pensar que o desenvolvimento em inteligência artificial no final das contas é uma mera tentativa de se imitar a inteligência natural e que, por isso, de artificial não tem nada. Na verdade a própria definição clássica do termo "artificial" é um equívoco, já que o homem também está inserido na natureza, de forma que artificial deveria ser entendido apenas como "aquilo que é fabricado pelo homem", desconsiderando sua antinomia com "natural".

Esse argumento é defendido pelo Atheist há muito tempo, quando se fala em impacto ambiental, por exemplo.

[West]

Pois é. Isso me fez pensar que o desenvolvimento em inteligência artificial no final das contas é uma mera tentativa de se imitar a inteligência natural e que, por isso, de artificial não tem nada. Na verdade a própria definição clássica do termo "artificial" é um equívoco, já que o homem também está inserido na natureza, de forma que artificial deveria ser entendido apenas como "aquilo que é fabricado pelo homem", desconsiderando sua antinomia com "natural".

Esse argumento é defendido pelo Atheist há muito tempo, quando se fala em impacto ambiental, por exemplo.

Aí já acho radicalismo. Não é porque o homem faz parte da natureza que tudo que ele faça deve ser ecologicamente correto, o que é óbvio. Uma coisa não invalida a outra.

[uiliníli]

Pois é. Isso me fez pensar que o desenvolvimento em inteligência artificial no final das contas é uma mera tentativa de se imitar a inteligência natural e que, por isso, de artificial não tem nada. Na verdade a própria definição clássica do termo "artificial" é um equívoco, já que o homem também está inserido na natureza, de forma que artificial deveria ser entendido apenas como "aquilo que é fabricado pelo homem", desconsiderando sua antinomia com "natural".

Esse argumento é defendido pelo Atheist há muito tempo, quando se fala em impacto ambiental, por exemplo.

Aí já acho radicalismo. Não é porque o homem faz parte da natureza que tudo que ele faça deve ser ecologicamente correto, o que é óbvio. Uma coisa não invalida a outra.

Acho que você está fazendo uma confusão aqui, West: ser "natural" é diferente de ser "ecologicamente correto". Nem tudo na natureza é "ecologicamente correto". Nós estamos habituados com a ideia de que existe um equilíbrio ambiental e que a natureza é estática porque vivemos pouco tempo, mas na história geológica a natureza está cheia de desequilíbrios, extinções em massa e o diabo. Períodos de estabilidade se alternam com períodos de instabilidade. Não faltam exemplos, como quedas de meteoros, mudanças climáticas, mas até mesmo acontecimentos menos dramáticos são suficientes para afetar o equilíbrio da natureza, a competição entre duas espécies que antes não tinham contato pode levar uma das duas à extinção, uma mutação ais vantajosa que aparece em um indivíduo pode começar a mudar a cara de uma espécie e alterar toda a cadeia alimentar, ou seja, só existe evolução das espécies porque esse tal "equilíbrio ecológico", pelo menos no longo prazo, é um mito.

[West]

Estou ciente disso, mas certas atividades humanas têm claramente extrapolado em muito os impactos da atividade de qualquer outra espécie já existente sobre a atmosfera, os mares e continentes do planeta e isso é óbvio e é sobre isso que me referi no meu post que você comentou.

[Nina]

Pois é. Isso me fez pensar que o desenvolvimento em inteligência artificial no final das contas é uma mera tentativa de se imitar a inteligência natural e que, por isso, de artificial não tem nada. Na verdade a própria definição clássica do termo "artificial" é um equívoco, já que o homem também está inserido na natureza, de forma que artificial deveria ser entendido apenas como "aquilo que é fabricado pelo homem", desconsiderando sua antinomia com "natural".

Esse argumento é defendido pelo Atheist há muito tempo, quando se fala em impacto ambiental, por exemplo.

Aí já acho radicalismo. Não é porque o homem faz parte da natureza que tudo que ele faça deve ser ecologicamente correto, o que é óbvio. Uma coisa não invalida a outra.

Como o Gabriel já disse, nada tem a ver natural com ecologicamente correto.

Se o utensílio que um chimpanzé usa para comer cupins é natural, porque um guarfo não seria?

Esse é o ponto... O ser humano ser sempre um vilão feroz entre animaizinhos fofinhos e queridinhos. Animais também causam impacto ambiental. Vide os castores...

[West]

Pois é. Isso me fez pensar que o desenvolvimento em inteligência artificial no final das contas é uma mera tentativa de se imitar a inteligência natural e que, por isso, de artificial não tem nada. Na verdade a própria definição clássica do termo "artificial" é um equívoco, já que o homem também está inserido na natureza, de forma que artificial deveria ser entendido apenas como "aquilo que é fabricado pelo homem", desconsiderando sua antinomia com "natural".

Esse argumento é defendido pelo Atheist há muito tempo, quando se fala em impacto ambiental, por exemplo.

Aí já acho radicalismo. Não é porque o homem faz parte da natureza que tudo que ele faça deve ser ecologicamente correto, o que é óbvio. Uma coisa não invalida a outra.

Como o Gabriel já disse, nada tem a ver natural com ecologicamente correto.

Se o utensílio que um chimpanzé usa para comer cupins é natural, porque um guarfo não seria?

Esse é o ponto... O ser humano ser sempre um vilão feroz entre animaizinhos fofinhos e queridinhos. Animais também causam impacto ambiental. Vide os castores...

Se você ler novamente o meu post com um pouco mais de atençao verá que foi justamente isso que eu disse. Ser natural não implica necessariamente em ser "ecologicamente correto". Acho que tudo se resume a um mal entendido interpretativo.

[uiliníli]

Ninguém questiona que o impacto do homem é maior que o dos outros animais, também não é questão de contestar que devamos nos esforçar para minimizar nossos efeitos, é só um questionamento contra essa visão romântica de que na natureza tudo é equilibrado e harmonioso. Não é.

[West]

Ninguém questiona que o impacto do homem é maior que o dos outros animais, também não é questão de contestar que devamos nos esforçar para minimizar nossos efeitos, é só um questionamento contra essa visão romântica de que na natureza tudo é equilibrado e harmonioso. Não é.

Exatamente. E eu deixei entender isso no meu primeiro post, só que não de forma muito clara, confesso.