Niektóre zwierzęta, łącząc swoje umysły, potrafią dorównać ludzkiej inteligencji. Właśnie się okazało, że zdolne do tego są nawet mrówki.
Na ekranie widać pomieszczenie przegrodzone ściankami z niewielkimi przejściami na środku. Uwija się tu gromada mrówek, które próbują przetransportować przez przejścia przedmiot w kształcie litery T. Starają się przecisnąć przedmiot najpierw przodem, potem tyłem, aż wreszcie wpadają na pomysł, że trzeba go nieco wsunąć pomiędzy ścianki, a potem skośnie wysunąć daszkiem do przodu. Udało się!
To tylko jeden z eksperymentów przeprowadzonych przez zespół Tabei Dreyer oraz prof. Ofera Feinermana z Instytutu Naukowego Weizmanna w Izraelu. Naukowcy przedstawili to zadanie mrówkom i ludziom. Chodziło o zrozumienie fenomenu inteligencji kolektywnej, która sprawia, że współpracująca grupa staje się bardziej inteligentna niż składające się na nią jednostki. I to bez przywódcy!
Kto pierwszy, ten lepszy
Jak dowodzi badanie prof. Feinermana, wcale nie jesteśmy mistrzami w kolektywnym działaniu. Naukowcy zaplanowali serię eksperymentów — przestrzennych łamigłówek geometrycznych. Nieprzypadkowo wybrali do nich ludzi i mrówki. W świecie zwierząt tylko te dwa gatunki specjalizują się w grupowym transporcie, czyli potrafią koordynować wysiłki w celu przeniesienia dużego czy ciężkiego ładunku.
Zadanie polegało na przeniesieniu przez ciasne przejścia przedmiotu w kształcie litery T. Mrówki zachęcono do tego, nadając przedmiotowi zapach smakowitego pożywienia. Ludziom wyjaśniono, co mają zrobić, ale w niektórych powtórzeniach eksperymentu zakazano im rozmawiać ze sobą. Chodziło o to, by działali trochę podobnie do mrówek. — Mrówki w czasie przenoszenia ładunku komunikują się za pomocą sił. Gdy podtrzymują ładunek, mogą wyczuć siły, jakie wywierają na niego inne osobniki, i to jest wskazówka, co mają robić — tłumaczy prof. Ofer Feinerman w rozmowie z „Newsweekiem”.
Eksperyment miał trzy wersje, powtarzane wielokrotnie — rozwiązywała go jedna osoba lub mrówka, mała grupa (u mrówek siedem osobników, u ludzi — sześć-dziewięć osób) lub duża grupa (ok. 80 mrówek lub 16-26 osób w kolejnych próbach). Oczywiście wielkość przedmiotu była dopasowana do możliwości uczestników. Każda próba była nagrywana i naukowcy mogli prześledzić, w ilu ruchach i w jakim czasie mrówkom czy ludziom udało się przetransportować przedmiot i ile po drodze popełnili błędów.
U mrówek wraz z wielkością grupy rosła skuteczność wykonywania zadania, a u ludzi wręcz przeciwnie. — Pojedynczy człowiek był zawsze nieporównywalnie lepszy od pojedynczej mrówki — mówi prof. Feinerman. Nieduża grupa ludzi też była w tym zadaniu lepsza niż nieduża grupa mrówek. Jednak najciekawsze zaczęło się dziać, gdy do transportu ładunku przystąpiły duże grupy mrówek i ludzi. Działające wspólnie mrówki zaczęły wybierać sposób przenoszenia przedmiotu dużo skuteczniej niż w mniejszych grupach. Ich inteligencja w dużej grupie bezdyskusyjnie rosła, osiągając zupełnie nową jakość.
Ludzie za to pogorszyli swoje wyniki — duża grupa wykonywała zadanie wolniej niż pojedyncze osoby. — Grupy ludzi zazwyczaj wypadły w zadaniu lepiej niż grupy mrówek, ale rywalizacja była bardziej zacięta — najlepsze grupy mrówek radziły sobie lepiej niż najgorsze grupy ludzi — tłumaczy prof. Feinerman. I to mimo że ludzie mają mózgi wyposażone w 10 mld neuronów, a mrówka ma ich w mózgu zaledwie 250 tys. Co najbardziej zaskakujące, u ludzi nawet możliwość rozmawiania nie zawsze była pomocna. — Do najgorszych grup ludzkich zaliczały się głównie te, które nie mogły rozmawiać, ale było też kilka grup z możliwością swobodnej komunikacji — przyznaje prof. Feinerman.
Dlaczego grupy ludzkie wypadły tak słabo? Naukowcy odkryli to, analizując ruchy ludzi oraz siły, które poszczególne osoby przykładały w miejscu, gdzie trzymały ładunek. — Okazuje się, że gdy ludzie nie mogą rozmawiać, ich priorytetem staje się jak najszybsze osiągnięcie konsensusu — tłumaczy prof. Feinerman. — Aby to zrobić, ludzie rezygnują ze swoich pomysłów i często wspierają opinię przeciwną do tego, co sami myślą. Dlatego w grupach ludzie dokonują najbardziej oczywistych, często najmniej efektywnych wyborów — mówi prof. Feinerman. Mrówki nie próbują kombinować, wyobrażać sobie, co by zrobiła inna mrówka, tylko polegają na bodźcach czuciowych. — Ogólnie rzecz biorąc, większość mrówek pomaga grupie, ciągnąc ładunek w kierunku, w którym aktualnie on się porusza — tłumaczy prof. Feinerman.
Być może więc nasze zaawansowane mózgi i zdolność do komunikacji są naszym przekleństwem, zwłaszcza gdy musimy ściśle współpracować. — Myślę, że jako ludzie mamy problemy z pracą w grupie tylko dlatego, że jesteśmy tak wyrafinowani jako jednostki — mówi prof. Feinerman. — Przypuszczam, że to jest powód, dla którego ludzie muszą konstruować zasady i organizacje, aby móc wykorzystać pracę grupową do osiągnięcia wyników przekraczających możliwości pojedynczych osób — dodaje.
Bez szefa, ale z rozumem
Istotą kolektywnej inteligencji jest właśnie osiąganie przez grupę nowego pułapu rozwoju czy zdolności poznawczych bez konieczności posiadania przywódcy. Dla ludzi to piekielnie trudne, mrówki nie mają z tym żadnego problemu. Za jej pomocą budują np. minidzieła sztuki inżynierskiej — mosty z własnych ciał, obliczając, ilu osobników będzie do tego potrzebnych. Takie zachowanie zauważyli naukowcy z Princeton University u wojowniczych mrówek Eciton hamatum. Gdy w drodze do celu mrówki napotykają dziurę w ziemi czy przeszkodę, ustawiają się w specjalnym szyku pozwalającym na przerzucenie mostu z trzymających się nawzajem za odwłoki mrówek. Ale delegują do tego zadania tylko tylu osobników, żeby reszta grupy była w stanie znaleźć pokarm. Jeśli do budowy mostu trzeba byłoby za dużo mrówek i ucierpiałaby na tym akcja poszukiwania jedzenia — rezygnują z mostu.
Skąd mrówki wiedzą, ile z nich może się zająć budowaniem mostu? — Nie ma pojedynczej mrówki nadzorującej obliczenia, wykonują je zbiorowo. Na poziomie całej kolonii wiedzą, że mogą sobie pozwolić na tyle mrówek zamkniętych w tym moście, ale nie więcej — zdumiewa się biolog Matthew Lutz, współautor tego badania. A każda mrówka jest w stanie obserwować tylko swoje najbliższe otoczenie, a nie całość grupy czy wielkość szczeliny, nad którą trzeba zbudować most. Z punktu widzenia człowieka to istna magia.
Rój wyrusza w drogę
Podobne zdolności mają inne zwierzęta żyjące w rojach — np. termity czy pszczoły. Zwłaszcza te ostatnie zadziwiają naukowców swoimi kolektywnymi zdolnościami, choć pojedyncza pszczoła jest stosunkowo prostym organizmem. Jednak gdy działają wspólnie, są w stanie dokonywać rzeczy niebywałych. Jak twierdzi prof. Thomas Seeley z Cornell University, rój pszczół o wadze ok. 1,5 kg można porównać do ludzkiego mózgu, który waży mniej więcej tyle samo.
Te funkcje zbiorowego mózgu pszczół można zaobserwować podczas przemieszczania się roju. Gdy rój jest zbyt liczny, około połowy pszczół oddziela się i wyrusza na poszukiwanie nowego domu. Lecą tak blisko siebie, że wydają się jednym organizmem. Choć nie ma wśród nich przywódcy — a przynajmniej naukowcom nigdy nie udało się go odnaleźć — każda pszczoła dokładnie wie, w którym kierunku lecieć, z jaką prędkością i kiedy opaść na gałąź na odpoczynek. A potem część pszczół podrywa się i rusza w poszukiwaniu nowego miejsca na stałe gniazdo. Na podstawie przyniesionych przez nie informacji rój decyduje, gdzie ma dalej lecieć.
Pszczoły wykorzystują kolektywną inteligencję również do walki ze swoim śmiertelnym wrogiem, szerszeniem. Żadna pszczoła w pojedynkę nie da rady obronić się przed niemal dwa razy większym agresorem. Jednak grupa sióstr z ula, współdziałając, jest w stanie unieszkodliwić zabójcę. Pszczoły zbijają się wokół szerszenia w ciasną kulę i podwyższają swoją temperaturę ciała. W kłębowisku wibrujących ciał gotują swojego wroga na śmierć. Ale skąd wiedzą, że takie działanie zabije szerszenia i jak koordynują tworzenie kokonu — nie wiadomo.
Tańczące szpaki
U bardziej zaawansowanych zwierząt przejawem kolektywnej inteligencji jest ruch synchroniczny, gdy ławice ryb i stada ptaków liczące dziesiątki tysięcy osobników poruszają się jak jeden wielki organizm. Udało się wyjaśnić niektóre mechanizmy pozwalające zwierzętom na taki poziom koordynacji, a także zrozumieć, po co właściwie to robią. Na przykład, jak odkryli fizycy z Sapienza Università w Rzymie, poruszające się jak wielkie chmury na niebie stada szpaków bazują na utrzymywaniu określonej prędkości. Jak ustalili badacze, jest to od 8 do 18 metrów na sekundę. Jeśli któryś osobnik leciałby wolniej lub szybciej, ptaki zaczęłyby wpadać na siebie jak kostki domina.
I podobnie jak u owadów nie ma żadnego dominującego osobnika, który narzucałby tor lotu pozostałym, ptaki synchronizują się, patrząc na swoich sąsiadów — jak wykazali badacze z Instytutu Systemów Kompleksowych w Rzymie, wystarczy obserwacja siedmiu najbliższych osobników, żeby szpak był w stanie zgrać się idealnie ze stadem liczącym nawet 700 tys. ptaków.
Wziąć przykład z mrówek
Badania nad kolektywną inteligencją zwierząt nie tylko służą lepszemu zrozumieniu jej mechanizmów, ale też mają praktyczne zastosowania. Taka inteligencja jest inspiracją dla świata nowych technologii. Powstają już pierwsze algorytmy naśladujące roje pszczół (Artificial Bee Colony), służące do sprawniejszego przeszukiwania sieci przez wyszukiwarki czy optymalizacji procesów przemysłowych. Sposób budowania mostów z własnych ciał przez mrówki może — zdaniem badaczy — zostać powielony w przyszłości w samoorganizujących się zespołach prostych robotów, tworzących np. tymczasowe drogi czy mosty. — Te mosty miałyby, podobnie jak mosty mrówek, zdolność adaptacji do lokalnych warunków, optymalizacji kształtu i położenia — mówi dr Chris Reid z University of Sydney.
Również z eksperymentów przenoszenia ładunku przez ludzi i mrówki skorzystają informatycy i inżynierowie. — Budując rój robotów, konstruktorzy mierzą się z dylematem, ile „inteligencji” należy wbudować w pojedynczego robota. Nasze badanie pokazuje, że prostota jednostek może być kluczem do lepiej współpracujących i bardziej zdolnych grup — mówi prof. Feinerman.
Jego zdaniem mechanizmy podpatrzone u mrówek można też wykorzystać w zarządzaniu ludźmi. Jakie są mrówcze lekcje dla nas? — Nie iść na kompromisy w sprawie naszych opinii. Dać głos mniejszościom, bo czasem większość może się mylić — mówi prof. Feinerman. Mrówki potrafią wykorzystać proste mechanizmy komunikacji, aby osiągnąć te cele. — Jak zauważyliśmy w czasie eksperymentów, na zmianę prowadzą grupę, dając każdemu szansę przewodzenia przez krótki czas, niezależnie od jego opinii — tłumaczy prof. Feinerman. Ciekawe, jak by to się sprawdziło w wielkiej korporacji?