Todos já vimos este tipo de evento. Uma fenda na parede. As formigas entrando em nossa cozinha ou banheiro, procurando comida, e, quando acham, atraindo todas as suas amiguinhas tão rapidamente que elas podem devorar coletivamente qualquer coisa que deixemos cair no chão. Você provavelmente já viu o vasto sistema de trilhas que elas criam em seu quintal ou em algum parque. Formigas são realmente fascinantes com sua habilidade de coletivamente obter comida de forma muito eficiente. Falamos um pouco disso na unidade 1. Agora, vamos retornar a esse assunto nesta unidade juntamente com alguns comportamentos fascinantes dos formigueiros. A ideia básica do comportamento das formigas, como vimos na unidade 1, é que as formigas saem do formigueiro, e movem-se por aí, aleatoriamente, em diferentes direções. Quando uma formiga encontra um alimento, ela o leva de volta ao formigueiro, deixando para trás um rastro de feromônio. Feronômio é um típo de substância excretada pela formiga e que atrai outras formigas. Ao encontrar a trilha, as formigas tendem a seguí-la. Caso não seja reforçado, o feromônio irá se dissipar mas enquanto as formigas continuem a seguir a trilha de feronômio e continuem a encontrar comida, continuarão a reforçá-lo. Este é um vídeo de um famoso experimento, que tem sido repetido muitas vezes, no qual é dada às formigas a opção de dois caminhos diferentes para o alimento. Um caminho longo, como este. E outro curto. Bem, o caminho mais curto acaba por atrair mais formigas e, finalmente, todas elas pois o feronômio é capaz permanecer mais forte no caminho curto do que no caminho mais longo. Essas formigas aqui seus feronômios evaporam antes que outras formigas consigam seguí-lo. Então, vamos lá. Vocês podem ver as formigas seguindo esta trilha de forma bastante segura. Algumas delas acabam por chegar aqui. Há certa aleatoriedade no que elas fazem. Mas a maior parte, segue este caminho mais curto para o alimento. Vocês provavelmente lembram deste modelo "ants new". Ele consiste de formigueiros e três fontes de alimento e modela a busca de alimento ao longo das linhas do algoritmo que acabei de descrever para vocês. Assim, se clicarmos em "go" vamos reduzir a velocidade um pouco As formigas saem do formigueiro se uma delas encontra comida, elas estão se movendo aleatoriamente, se uma delas encontra comida elas levam de volta ao formigueiro deixando uma trilha de feromônio. Vamos rodar novamente, para que vejamos o processo mais lentamente e outras formigas são atraídas pela trilha de feromônios. Elas vão seguí-la mas se a trilha não for reforçada pelas formigas caso a fonte de alimento se esgote a trilha evapora-se esta trilha está evaporando mas se ainda há alimento ao longo da trilha as formigas vão encontrar e reforçar a trilha de feromônios Dessa forma, as formigas são capazes de construir o tipo de modelo usando suas trilhas para representar o que sabem, coletivamente sobre seu ambiente. Utilizando esse modelo nós podemos fazer um experimento para ver qual o real papel do feromônio em auxiliar no processo de encontrar comida Então, para isso faremos um simples experimento. Aqui, vamos desligar o feromônio. Para fazê-lo vou por a taxa de evaporação no seu nível mais alto o que significa que o feromônio vai evaporar tão rápido que as formigas não sentirão Vamos ver o que acontece então... Aqui, as formigas não tem feromônio para sentir. Elas estão encontrando alimento aleatoriamente. Elas não interagem umas com as outras e vamos ver quanto tempo leva. Vou acelerar... Esta simulação para quando todo alimento acabar. Ok... levou 538 "ticks" para encontrar todo o alimento. Quando há 500 formigas. Vou destacar isso aqui. Vamos por: sem feromônio, 538 ticks. para encontrar o alimento. Então vamos ligar o feromônio novamente. Vamos por 2. Uma taxa de evaporação baixa. Vejamos como isso afeta o comportamento. Claro, já que há muita aleatoriedade. Se quiser ter números precisos aqui Terei que fazer isso muitas vezes. Na verdade, deixarei para vocês fazerem isso no trabalho de casa e tirar a média dos resultados. Mas, farei um teste informal aqui. Veremos se há uma mudança no tempo que leva para todo o alimento acabar e, de fato, levou apenas 415 ticks. Então, diremos: com feromônio, 415 ticks. Assim, esse modelo simplificado, apenas tentemos ter uma intuição papel do feromônio no auxílio às formigas na busca eficiente por alimento. Reinterando. Para as formigas buscando alimento num dado momento as trilhas existentes de feronômio e sua concentração nessas trilhas codificam a informação coletiva do formigueiro sobre seu ambiente de alimento. Além disso, a informação é capaz de se adaptar a mudanças nas condições ambientais Quando o alimento é consumido, por exemplo as trilhas vâo evaporar e, se um novo alimento é encontrado então, novas trilhas são formadas. Dessa forma, as formigas são capazes de procurar de forma adaptativa mesmo num ambiente mutável. Quero mencionar brevemente outro tipo de comportamento auto-organizado em formigueiros. É a noção de alocação de tarefas. Deborah Gordon é uma bióloga na Universidade de Stanford que tem estudado extensivamente diversos comportamentos em formigueiros. Em particular, vamos abordar seu trabalho sobre alocação de tarefas. De acordo com ela, alocação de tarefas é o processo que ajusta o número de trabalhadores empenhados em cada tarefa de forma adequada à situação corrente. Alocação de tarefa opera sem controle central ou hierárquico como uma atividade auto-organizável. Gordon tem estudado a alocação de tarefas em formigas ceifadeiras. um tipo particular de formigas. Nesse tipo de formiga os operários na colônia dividem-se entre certas tarefas. Manutenção do formigueiro, perambulando