多数服从少数——算法揭示蜜蜂和鱼如何跟从领导者

2002

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多数服从少数
算法揭示蜜蜂和鱼如何跟从领导者

Feburary 3, 2005 　　

OurSci News Staff 　　

集体行动的鱼

　　〖北京〗少数几个明理晓事的个体，就能引导一大群蜜蜂或鱼朝着正确的方向前进，这是一项新研究所显示的。此发现将帮助工程师们设计效率更高的机器人。

　　一个计算机算法显示，行为简单的动物，可以遵从简单的原则，来进行复杂的群体决策。群体越大，需要明白自己到底在干什么的个体，在群体中所占比例越小。

　　“我先前一点都没料到，这么简单的模型可以产生这些结果，”英国牛津大学的动物行为专家、此算法的设计者之一Iain Couzin说。“群体如此善于进行集体决策，这使我现在仍然十分惊奇。”

　　野生的想法

　　这一算法对群体中每个虚拟个体赋予了几条经验法则。其一是努力防止掉队。Couzin说，野生动物也是如此：离群的鲱鱼会紧张而死。另一条原则是，群体成员必须避免靠得太近以致相撞。

　　除了上述两种相反的驱动力，这些虚拟动物还拥有一种说服能力，此能力取决于个体本身引领群体朝某特定方向前进的欲望。完全无知的成员，不知道该去哪里，它们的说服力便为零。

　　模拟运算显示，即使无知者和见多识广者之间彼此并不认识，“新来的”成员也会自发地响应专家的决策，因为它们遵守着避免掉队的原则。

　　向前，向前

　　更令人吃惊的是，模拟运算还显示，当群体变大时，所需的领导者在群体中所占比例越小。

　　研究者们已经知道，少数个体（大约为总数的5%）便可引导整个蜂群的前进。模拟运算表明，根本就不需要更多的领导者。Couzin说：“这一模型解释了，那样复杂的信息传递，如何能够在不需要个体具有复杂认知能力的情况下发生。”有关论文发表在2月3日的《自然》上。

　　这一发现可能帮助工程师设计新的协议，指导机器人群体在无须人类控制的情形下操作，比如在外太空或深海里。Couzin猜想，机器人群体将可使用简单的群体决策方式，在危险环境中安全前进。

　　为检验这一发现是否适用于具有更复杂认知能力的动物，科学家已开始研究人群。他们希望有关发现能解释人群在疏散过程中的行为。

　　爱丁堡Napier大学研究行人运动的专家Jon Kerridge说：“群体中并不需要有很多成员知道该去哪里，这一事实非常有趣。”但他也提醒说，这一模型可能无法直接应用于更复杂的动物。“人类有沟通能力，并且使用着这种能力。”

　　References:

　　1. Minority rule works for animals,Nature News |Story|

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收录时间：2005.02.03
作者：
编辑：碧声
来源：三思编译

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