Kollektív viselkedés AI felé

Halászat a betekintést

A kollektív viselkedés körülöttünk látható. Ami a kollektív magatartási modelleket határozza meg, az az, hogy nincs olyan globális zenekar, amely bármilyen hatalmat irányít, hanem sok egyéni ügynök, akik lokálisan kommunikálnak egymással, vagyis kölcsönhatásba lépnek egymással, ami lehetővé teszi számukra, hogy szinkronizálják vagy összehangolják a lakosságot.

A kollektív magatartás modellezésének kezdete kétféle mód lehet: lagrangi vagy eulerian. A lagrangi modellnél a modellezési stratégia egyénileg alapul, ahol az egyes egyén mozgásait kölcsönhatásuk egyszerű szabályai alapján szimulálják: a csoporttagok közötti távolság feltételeit. Ez lehetővé teszi a felmerülő kollektív mozgások megfigyelését. A halak vándorlásának és mozgásának korábbi kutatásait, amelyek a genetikailag rögzített mintázatokra összpontosítottak, nagymértékben befolyásolta a modellezés ezen formája. A Föld szinte minden környezetében lakók vannak, akik erősen támaszkodnak fizikai környezetükre; olyan környezetek, amelyek változó mértékben változnak, és erősen részesítik előnyben az egyéneket, akik képesek a tanulásra.

A sáskamozgások tanulmányozására az aggregálás Eulerian modellezési megközelítését, a Projektív Szimulációval kombinálva (az előző blogbejegyzés erről szól). Ez elsősorban az állatok sűrűségének alakulására koncentrált, a statisztikai mechanikához vagy folyadékdinamikához hasonló egyenletek felhasználásával. A sáskákkal foglalkozó tanulmány eredményei azt mutatták, hogy „a sáskák magányos állapota bizonytalanná vált, amikor a népsűrűség elérte a kritikus értéket.” Ez rendkívül hasznos lehet az invazív fajok, például a rovarok inváziója kezelésének megértésében.

De miért?

"A biológiai folyamatok társadalmi befolyásának alakításának megértése központi kihívás, amely elengedhetetlen a fejlődés eléréséhez számos területen, kezdve a sejtek vagy állatok közötti összehangolt kollektív fellépés megszervezésével és kialakulásával, az információcserének az emberi társadalmak dinamikájáig."

"Pestis idején a sivatagi sáska károsíthatja a világ lakosságának egytizedének megélhetését." (Az ENSZ Élelmezési és Mezőgazdasági Szervezete)

Az új AI technikákkal végzett statisztikai modellezésnek nagy a lehetősége a kollektív viselkedés mögött rejtett mechanizmusok megvilágítására. Lehetővé teszik azoknak az empirikus tanulmányoknak a kibővítését, amelyek elősegítik és elősegítik az új matematika fejlesztését és a numerikus szimulációs algoritmusok fejlesztését.

A blog többi része rámutat a Max Planck Kollektív viselkedés Tanszékén végzett kutatásokra, a dél-németországi Konstanzi Egyetemen. Jelenleg három laboratóriumuk működik, Iain Couzin, az osztály igazgatója, Damien Farine és Alex Jordan vezetésével. Gyors rugalmasság a hírneve miatt: "A Max Planck Társaság világvezető hírnevet szerzett magának, 33 tudományos kutatójának Nobel-díjjal jutalmazva."

Összpontosítom Dr. Iain Couzin munkáját és csapata hal-iskolákkal kapcsolatos kutatását: „munkájának célja az alapelvek feltárása, amelyek a kialakult kollektív viselkedés alapját képezik”.

Hal-iskola

Hasznos rendszer a tanuláshoz, mivel:

  • Számos kihívást kell megoldaniuk kiszámíthatatlan környezetben.
  • Minden egyén érzékelési adatokat vesz fel, és különösen a mozgásokra reagál, amelyek egybeesnek a populációval.

Az állatok együtt mozgatják a mozgást, hogy elkerüljék a ragadozókat, mint egységet. Az előrejelzések nehézségekbe ütköznek a kollektív viselkedés szempontjából, mivel számos felmerülő tulajdonság létezik. Néhány vagy a legtöbb váratlan tulajdonság lehet az egyes alkotóelemektől. Ez az oka annak, hogy a hal-iskolák, egy egyszerű szervezet, továbbra is annyira titokzatosak számunkra.

Milyen szabályokat használnak az érzékszervi utalások fordításához?

Kihívások és laboratóriumi beállítások

Meglehetősen nehéz lesz, ha megpróbáljuk követni a halakat, amelyek másodperc törtrészében mozognak! A modern technológia lehetővé tette számukra, hogy nagyon magas képsebességű kamerákkal követhessék az egyén mozgását másodpercenként százszor.

Egy nagy, halakkal teli tartályban végezték. Négy, tetőre szerelt kamerát használtak, amelyeket időben szinkronizáltak, majd grafikusan összefűzték a patakokat a tartály egy nagy nézetébe.

A cél az volt, hogy matematikai és számítási technikákat használjunk annak kiderítésére, hogy az egyének miként veszik át az összetett érzékszervi információkat és hogyan alakítják át mozgatásukba egy másodperc töredéke alatt.

Lab Insight

Kvantitatív módon bizonyítja és fedezi fel először, hogy a kialakuló kollektív viselkedés hogyan alakul ki az egyes ágensek mozgásainak kölcsönhatásából a rendszerben. Kilenc család halászaival végzett kísérletek százaival a Dr. Couzin csapata megmutatta, hogy a halak menekülési döntéseit egy megőrzött döntéshozatali szabályok szabályozzák.

Hogyan befolyásolja az egyén viselkedése a csoport viselkedését?

Valós adatok gyűjtése és tesztelése

A tanulmányt a Vörös-tengeren végezték, különös tekintettel a magányosra.

3–4 egyénből álló csoportok 20–30-ig, mivel a vadon élő állatokkal kapcsolatos adatok nyomon követése nehéz, és a kollektív viselkedés hozzáadásával összetettebbé válik. A kisebb csoportok lehetővé teszik a részletesebb részleteket és a megjelenítést.

Három kamerát állítottak fel a korall fej körül, ahol a lányok élnek. A kamerák 120 kép / mp sebességgel készültek, mivel a halak mindegyike 5-6 képkockán belül visszatérhet a korallba.

  • Ezután az egyes halakra jellemzőket alkalmaztak, például hím vagy nőstény, kicsi vagy nagy, domináns vagy alárendelt ...

Hogyan befolyásolhatják ezek a tulajdonságok a csoport viselkedését, amikor az ingerre reagálnak?

  1. Ipad, amely villog (inger)
  2. MI reagál az első, a második, a harmadik?
  3. WHO-nak van vizuális hozzáférése az ingerhez?
  4. WHO mely más személyeket látja (társadalmi információk)?

Amint a technika elég fejlett, a csapat célja ezeken az emberek százezrek csoportjának tanulmányozása, miközben pontosan tudja, hogy melyik személy melyik.

Valós betekintés

Az állati együtteseket tekintve a tudatlanság és tudatlanság valójában nagyon pozitív dolog. Az informálatlan egyének bizonyos módon sikerült demokratizálni a csoport viselkedését azáltal, hogy megakadályozták a szélsőséges egyének aránytalan mértékű befolyását a csoportra.

félrevezető tájékoztatás

A média, ahol ugyanazt az információt közvetítik egymás milliói.

  1. Lényegében lerontja a kollektív intelligencia képességét, amely arra épül, hogy nem mondják meg, mit kell gondolni, hanem az egyes egyének bizonyítékokkal találják meg a probléma megoldását.
  2. Az állatcsoportokban újra és újra megfigyeljük, hogy stratégiákat fejlesztettek ki azért, hogy elkerüljék az információ túlzott összefüggését.

De az emberi társadalomban valószínűleg túl sokat támaszkodunk az információra?

Hivatkozott munkák