Hormigas pueden resolver complejos problemas matemáticos

Investigadores de la Universidad de Sídney descubrieron que las hormigas son capaces de resolver complejos problemas matemáticos, e incluso de gestionar lo que sólo pueden hacer unos cuantos algoritmos computacionales, adaptando una solución óptima una vez descubierta para  encajar en un problema en evolución.

Las conclusiones de un equipo internacional de científicos, publicados en el Journal of Experimental Biology, creen haber profundizado en la comprensión humana de cómo incluso los animales relativamente simples pueden superar los problemas difíciles y dinámicos en la naturaleza, y podrían ayudar a los científicos en el desarrollo de un mejor software que permita resolver problemas de logística e incluso maximizar la eficiencia en las industrias.

En el pasado se crearon algoritmos que simulaban el comportamiento de las hormigas para trazar rutas, siguiendo un rastro de feromonas. Sin embargo estos algoritmos no tenía la capacidad para adaptarse al cambio. “Aunque inspirados en la naturaleza, estos algoritmos de computadora a menudo no representan el mundo real, ya que son estáticos y diseñados para resolver un solo problema, que no cambia”, expreso Chris Reid, del Laboratorio de Comportamiento y Genética de Insectos Sociales.

Así que se recurrió de nuevo a las hormigas para ver sus habilidades de resolución de problemas frente al cambio (si se fijaban una solución única o pueden adaptarse). Los investigadores probaron las hormigas argentinas (Linepithema humile), utilizando las Torres de Hanói o rompecabezas de la Torre de Brahma, donde los jugadores están obligados a mover discos entre unas barras con el uso de normas establecidas y con un mínimo de movimientos.

Con las hormigas, obviamente, al no poder utilizar la versión humana del juego, se hizo una conversión de las Torres de Hanói en un laberinto tridimensional en forma de diamante formado por 64 hexágonos, donde había 32.768 posibles caminos para llegar a una fuente de alimento. Se les permitió explorar el laberinto a unas cuantas hormigas con el objetivo de encontrar el alimento en una cierta cantidad de tiempo y sólo dos de las rutas fueron consideradas como las más cortas representando la solución óptima.

Las hormigas fueron capaces de resolver rápidamente la Torre de Hanói, encontrando el camino más corto alrededor del borde del laberinto y aun cuando estaba bloqueado, fueron capaces de hallar la segunda ruta más corta. Sin embargo no todas eran iguales de rápidas en su búsqueda de caminos. Las que habían explorado primero el laberinto eran más eficaces. Los científicos creen que esto se debió a una “feromona exploratoria” que dejan las hormigas para buscar nuevos territorios y así poder adaptarse a las nuevas condiciones.

“Tener al menos dos feromonas por separado les da mucha más flexibilidad y les ayuda a encontrar buenas soluciones en un entorno cambiante. Descubrir cómo las hormigas son capaces de resolver problemas de dinámica servirían de inspiración para los nuevos algoritmos de optimización, que a su vez puede conducir a un mejor software para resolver problemas y por lo tanto, una mayor eficiencia para la industrias”, dijo Reid.

Es recalcado por los investigadores que encontrar un eficiente camino a través de una red muy ocupada es un desafío muy común que enfrentan los routers telefónicos e ingenieros en la búsqueda de una respuesta optimizada, y las colonias de hormigas parecen estar dando la solución al problema.

 

De nuevo nos asombramos de que animales “simples” son capaces de resolver complejos problemas matemáticos.

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