Zachowanie zbiorowe | W kierunku AI

Łowienie wglądu

Zachowanie zbiorowe można zobaczyć wokół nas. To, co naprawdę definiuje modele zachowania zbiorowego, to brak globalnego orkiestratora, który kierowałby jakąkolwiek władzą, a raczej wielu indywidualnych agentów lokalnie komunikujących się ze sobą lub wchodzących w interakcje, co pozwala im synchronizować lub koordynować z populacją.

Zachowanie zbiorowe można zacząć modelować w dwóch trybach: Lagrangian lub Eulerian. W przypadku modelu Lagrangian strategia modelowania jest indywidualnie oparta, a ruchy poszczególnych osób są symulowane w oparciu o proste reguły ich interakcji: warunki odległości między członkami grupy. Pozwala to wówczas na obserwację pojawiających się ruchów zbiorowych. Wcześniejsze badania migracji i przemieszczania ryb, koncentrujące się na genetycznie utrwalonych wzorach, były pod silnym wpływem tej formy modelowania. Prawie każde środowisko na ziemi ma mieszkańców, którzy mocno polegają na swoim fizycznym otoczeniu; środowiska, które podlegają różnym zmianom i zdecydowanie faworyzują osoby, które mają zdolność uczenia się.

Podejście Eulera do modelowania agregacji, w połączeniu z Projective Simulation (o tym pisał poprzedni blog), zostało wykorzystane do badania ruchów szarańczy. Koncentrowano się przede wszystkim na ewolucji gęstości zwierząt przy użyciu równań podobnych do mechaniki statystycznej lub dynamiki płynów. Wyniki badań szarańczy wykazały, że „samotny stan szarańczy stał się niestabilny, gdy gęstość populacji osiągnęła wartość krytyczną”. Może to być niezwykle korzystne dla zrozumienia, jak radzić sobie z gatunkami inwazyjnymi, takimi jak inwazje owadów.

Ale dlaczego?

„Zrozumienie, w jaki sposób wpływ społeczny kształtuje procesy biologiczne, jest głównym wyzwaniem, niezbędnym do osiągnięcia postępu w różnych dziedzinach, od organizacji i ewolucji skoordynowanych działań zbiorowych między komórkami lub zwierzętami, po dynamikę wymiany informacji w społeczeństwach ludzkich”.

„Podczas plag Pustynna Szarańcza może zniszczyć źródło utrzymania jednej dziesiątej populacji świata.” (Organizacja Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa)

Modelowanie statystyczne za pomocą nowych technik sztucznej inteligencji ma ogromny potencjał w wyjaśnianiu ukrytych mechanizmów kolektywnego zachowania. Pozwalają one na rozszerzenie badań empirycznych, które pomogły i doprowadziły do ​​opracowania nowej matematyki oraz ulepszeń algorytmów numerycznych.

Pozostała część tego bloga skupi się na badaniach przeprowadzonych na Wydziale Zachowań Zbiorowych Maxa Plancka z Uniwersytetu w Konstancji w południowych Niemczech. Obecnie mają trzy laboratoria prowadzone przez Iaina Couzina, dyrektora departamentu, Damiena Farine i Alexa Jordana. Szybkie podejście do ich reputacji, „Towarzystwo Maxa Plancka cieszy się wiodącą na świecie reputacją z 33 nagrodami Nobla przyznanymi ich naukowcom”.

Skupię się na pracy dr Iaina Couzina i jego zespołu na temat szkół rybackich: „jego praca ma na celu ujawnienie podstawowych zasad leżących u podstaw ewolucji zachowań zbiorowych”.

School of Fish

Przydatny system do nauki od:

  • Muszą rozwiązać wiele wyzwań w nieprzewidywalnym środowisku.
  • Każda osoba pobiera dane sensoryczne i reaguje w określonych ruchach, które pokrywają się z populacją.

Zwierzęta koordynują ruch razem, aby uniknąć drapieżników jako jednostki. Prognozy są trudne dla zachowania zbiorowego, ponieważ istnieje wiele nowych właściwości. Niektóre lub większość może być nieoczekiwanymi właściwościami poszczególnych składników. Właśnie dlatego ławice ryb, prosta organizacja, są dla nas tak tajemnicze.

Jakich zasad używają do tłumaczenia wskazówek sensorycznych?

Wyzwania i konfiguracja laboratorium

To dość trudne, gdy próbujesz śledzić ryby, które poruszają się w ułamku sekundy! Nowoczesna technologia pozwoliła im dzięki kamerom o bardzo dużej liczbie klatek na sekundę śledzić ruch każdej osoby.

Przeprowadzono go w dużym krytym zbiorniku pełnym ryb. Wykorzystali cztery zamontowane na dachu kamery, które zostały zsynchronizowane razem, a następnie złączyli strumienie graficzne w jednym dużym widoku zbiornika.

Celem było zastosowanie technik matematycznych i obliczeniowych, aby dowiedzieć się, w jaki sposób jednostki przyjmują złożone informacje sensoryczne i przekształcają je w ruch w ułamku sekundy.

Lab Insight

Ilościowo udowadnia i ujawnia po raz pierwszy, w jaki sposób powstające zachowania zbiorowe wynikają z interakcji ruchów poszczególnych agentów w obrębie systemu. Poprzez setki prób przeprowadzonych na rybach z dziewięciu rodzin, zespołowi dr Couzina udało się wykazać, że decyzje dotyczące ucieczki ryb są regulowane zachowanym zbiorem zasad decyzyjnych.

Jak zachowanie jednostki wpływa na zachowanie grupy?

Zbieranie i testowanie danych rzeczywistych

Badanie odbyło się na Morzu Czerwonym, ze szczególnym uwzględnieniem damselfish.

Grupy od 3 do 4 osób w wieku do 20–30 lat, ponieważ śledzenie danych z dzikimi zwierzętami jest trudne, a dodawanie zachowań zbiorowych zwiększa złożoność. Mniejsze grupy pozwalają na lepszą szczegółowość i wizualizacje.

Trzy kamery zostały ustawione wokół głowy koralowca, w którym żyją damselfish. Kamery zarejestrowały 120 klatek na sekundę, ponieważ wszystkie ryby mogą wrócić do koralowca w ciągu 5 do 6 klatek.

  • Następnie zastosowano cechy charakterystyczne dla każdej ryby, takie jak samce czy samice, małe lub duże, dominujące lub podrzędne…

Jak te cechy mogą wpływać na zachowanie grupy w reakcji na bodziec?

  1. Ipad, który miga (bodziec)
  2. KTO reaguje pierwszy, drugi, trzeci?
  3. KTO ma wizualny dostęp do bodźca?
  4. KTO widzi, jakie inne osoby (informacje społeczne)?

Gdy technologia osiągnie odpowiedni poziom, zespół zamierza zbadać grupy setek tysięcy tych osób, jednocześnie wiedząc dokładnie, która z nich jest tym, która jest.

Rzeczywisty wgląd

Patrzenie na kolektywy zwierząt, ignorancja i bycie niedoinformowanym jest w rzeczywistości bardzo pozytywną rzeczą. Niedoinformowanym osobom udało się w pewien sposób zdemokratyzować zachowanie grupy, uniemożliwiając ekstremistycznym jednostkom nieproporcjonalny wpływ na grupę.

Mylna informacja

Media, w których te same informacje są przekazywane milionom osób.

  1. Zasadniczo niszczy zdolność kolektywnej inteligencji, która polega na tym, że nie mówi się jej, co myśleć, ale raczej na dowodach znalezionych przez każdą osobę w celu rozwiązania problemu.
  2. W grupach zwierząt ciągle odkrywamy, że opracowali oni strategie, aby uniknąć posiadania zbyt skorelowanych informacji.

Ale czy w społeczeństwie ludzkim być może zbytnio polegamy na informacjach?

Prace cytowane