O algoritmo simples que as formigas usam para construir pontes

Por , em 28.02.2018

Mesmo sem nenhum inseto responsável, as formigas-correição trabalham coletivamente para construir pontes usando seus corpos a fim de se locomover pela selva.

Uma nova pesquisa americana revelou as regras matemáticas simples que levam a esse comportamento grupal complexo.

Um artigo sobre as descobertas foi publicado na revista Journal of Theorical Biology, incluindo membros do Instituto de Tecnologia de Nova Jérsei, Universidade Harvard, Universidade de Scranton e Universidade James Madison.

O segredo logístico

As formigas-correição formam colônias com milhões de indivíduos, mas não têm casa permanente. Elas vivem atravessando a selva todas as noites em busca de novos locais de alimentação.

Ao longo do caminho, realizam cálculos logísticos para se locomover, incluindo construir pontes com seus próprios corpos.

Os insetos gerenciam essa coordenação sem nenhum líder e com recursos cognitivos mínimos – cada formiga é praticamente cega e tem um cérebro minúsculo incapaz de entender esse elaborado movimento coletivo.

Regra número um

Quando formigas em marcha encontram uma lacuna no seu caminho, elas diminuem o passo. O resto da colônia vem atropelando os indivíduos parados.
Neste ponto, conforme explica um dos autores do estudo, Simon Garnier, diretor do Swarm Lab do Instituto de Tecnologia de Nova Jérsei, duas regras simples tomam lugar.

A primeira delas diz às formigas paradas que elas devem permanecer assim, afinal de contas, outras formigas estão andando pelas suas costas. Se alguém passasse por cima de você, você também provavelmente não se mexeria.

Este mesmo processo se repete nas outras formigas: quando passam a primeira e se deparam com o buraco, elas também congelam e são “pisoteadas” por insetos vindo atrás. Desta forma, as formigas constroem uma ponte longa o suficiente para abranger qualquer espaço a sua frente.

Regra número dois

O comportamento não é tão simples assim, no entanto. Considere um obstáculo em V na frente das formigas: elas têm a possibilidade de contorná-lo, mas percorrer todo o caminho pode ser cansativo demais. Construir uma ponte na parte mais larga da lacuna minimizaria a distância, só que elas nem sempre fazem isso – podem percorrer um pedaço do caminho e criar uma ponte menor, por exemplo. Isso sugere que algum outro fator desempenha um papel nesse cálculo inconsciente.

As formigas presas na “ponte” não estão disponíveis para outras tarefas. A qualquer momento em uma marcha, uma colônia pode manter 40 a 50 pontes, formada com uma a 50 formigas. Isso significa que até 20% da colônia pode ficar “presa” em pontes a cada vez. Neste ponto, uma rota mais curta não vale a pena se muitas formigas são necessárias para criar uma ponte mais longa.

Só que as formigas não têm ideia de quantas das suas companheiras de colônia estão livres. E é aí que a segunda regra entra. À medida que as formigas individuais formam pontes, elas criam uma “sensibilidade” por serem pisoteadas. Quando o tráfego sobre suas costas diminui – talvez porque muitas outras formigas estão ocupadas construindo outras pontes -, a formiga descongela e retorna à marcha.

Comportamento evoluído que ainda não conseguimos emular

Com base nas observações dessas formigas na selva panamenha em 2014, os pesquisadores criaram um modelo que quantifica a sensibilidade dos insetos ao trânsito em cima deles, e prevê quando uma colônia vai superar um obstáculo e decidir, em certo sentido, que é melhor dar a volta em vez de criar uma ponte.

A evolução aparentemente equipou esses animais com os “algoritmos” certos para agir coletivamente da melhor forma possível.

Muitos pesquisadores trabalhando no desenvolvimento de robôs têm dificuldade em criar tais algoritmos que permitirão que suas máquinas realizem feitos semelhantes. Esse estudo pode ajudá-los; de qualquer forma, a natureza parece estar muito à frente da tecnologia nesse quesito, cumprindo tarefas de forma mais confiável e a um menor custo.

Por fim, é muito possível que existam mais comportamentos inexplorados envolvidos nesse processo do que essas duas regras simples. “Nós descrevemos as formigas como simples, mas nem entendemos direito o que elas estão fazendo. Sim, elas são simples, mas talvez não sejam tão simples quanto pensamos”, opinou Melvin Gauci, pesquisador da Universidade Harvard, que estuda robotização coletiva. [QuantaMagazine]

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