I primi tentativi informatizzati di chiarire questi meccanismi sociali risalgono al 1986, quando l'esperto di grafica Craig Reynolds, allora impiegato presso Symbolics Ine negli USA, sviluppò un modello computerizzato di stormi di uccelli.
Le creature che lo popolavano, chiamate boid, un riferimento scherzoso alla pronuncia di bird con il tipico accento newyorkese, venivano fatte muovere in base a tre semplici regole: ogni boid doveva evitare di avvicinarsi troppo ai suoi simili; doveva seguire la rotta media del resto dello stormo; doveva tendere ad assumere la stessa posizione dei compagni.
Reynolds scoprì che il comportamento collettivo dei suoi boid era notevolmente simile a quello degli stormi di uccelli in natura. Una versione adattata di questo modello venne addirittura utilizzata per animare le colonie di pipistrelli e di pinguini del film del 1992 Batman - il ritorno. In natura, però, ogni specie coordina i propri sciami in maniera diversa, e ha motivazioni specifiche per la vita di comunità. Le sottigliezze comportamentali delle colonie sono tuttora oggetto di approfondite ricerche e spesso, le intuizioni più brillanti giungono da persone che, come Reynolds, sono a proprio agio non soltanto nel mondo naturale, ma anche in quello dell'ingegneria e dei software informatici. Kevin Passino, professore di Ingegneria Elettrica e Informatica presso la Ohio State University, è un ottimo esempio: ha lavorato con un altro ingegnere dell'Ohio, Kevin Schultz, e con il neuroscienziato della Cornell Tom Seeley, per registrare un video ad alta definizione di uno sciame di api (impresa complessa, visto che la rotta di questi insetti è fortemente imprevedibile).
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| Il comportamento degli sciami |
Per riuscirci, hanno trasportato una colonia di api ad Appledore, al largo del Maine, un'isola praticamente priva di vegetazione ad alto fusto idonea all'insediamento degli sciami. Le api sono poi state fatte sciamare da un supporto verso una comoda scatola di nidificazione. Analizzando oltre 3.500 immagini, gli scienziati hanno ricostruito il movimento di numerosi individui. Era già noto che le api esploratrici, che perlustrano lo spazio circostante alla ricerca di siti dove nidificare, eseguono una speciale danza per segnalare la meta preferita, ma non si sapeva come il resto della colonia venisse poi attirato verso tale luogo. "Abbiamo scoperto che le esploratrici volano veloci e le altre api le inseguono, spostandosi così nella direzione giusta", spiega Passino.
Attualmente, lo studioso si sta occupando di come le api si procurino il nettare, un comportamento che, in futuro, potrebbe essere replicato in alt tipi di colonie, quali le flotte di velivoli autonomi. Pare che gli sciami assegnino il numero ottimale di individui ad aree diverse, per massimizzare i risultati. Sostituendo alle api una flotta di droni al nettare eventuali escursionisti smarriti, i vantaggi derivanti dall'imitazione del comportamento degli insetti appaiono evidenti. "Utilizzando l'algoritmo applicato dalle api per procacciarsi il cibo, si elabora una strategia estremamente efficace per destinare i velivoli alle aree di ricerca più promettenti", dice Passino. Da tempo, l'intelligenza militare si occupa di sciami robot, ma molti di essi sono programmati per ricevere comandi da un'unità centrale. Per simulare il comportamento naturale, ogni drone deve ricevere istruzioni indipendenti dai propri "vicini", e adottare l'algoritmo istintivamente utilizzato dalle api per reperire risorse alimentari. Passino ritiene che per fare simili progressi occorreranno 10 anni.
In termini di intelligenza di sciame, tuttavia, pare che le forme di vita più microscopiche, i batteri, siano avvantaggiate. Anche se può sembrare curioso, anch'essi, infatti, sciamano: si alleano a scopo protettivo o formano "corsie" di traffico. "Alcuni batteri si comportano da esploratori, e si muovono di più", dice Eshel Ben-Jacob della Facoltà di Fisica e Astronomia dell'Università di Tel Aviv, Israele. "Altri, invece, da edificatori. Spostandosi, alcuni esploratori si trasformando in edificatori per tracciare i confini di una pista, poi seguita dai microbi successivi". Sembrerebbe un comportamento affine a quello delle formiche, che marcano le loro traiettorie con feromoni, ma i batteri sono ancora più intelligenti: i messaggi feromonici degli imenotteri non possono essere modificati dopo il passaggio degli insetti, a differenza dei messaggi batterici.
Oltre a secernere sostanze chimiche per lasciare una traccia, i microbi disseminano la rotta di batteri vivi che formano pareti di confine e agiscono da "sentinelle": se rilevano un problema, inviano segnali chimici ai vicini. L'intelligenza di sciame batterica sta suscitando interesse da parte di interlocutori insospettabili: Google ha di recente invitato Ben-Jacob a discutere di possibili adattamenti della comunicazione batterica ai social network, dove le barriere linguistiche spesso rappresentano un ostacolo. "Una colonia batterica è formata da tante cellule diverse, ciascuna con tecniche comunicative distinte", dice Ben-Jacob.
"Potrebbe essere paragonata a una comunità umana in cui coesistono più dialetti. Perché la comunicazione abbia successo in tale contesto, ogni individuo è dotato della cosiddetta "plasticità linguistica", l'abilità di comprendere linguaggi diversi. I batteri non disporranno di una grammatica sofisticata, ma la loro plasticità linguistica è considerevole". L'impatto più significativo, tuttavia, è forse quello in campo medico. "I tumori adottano lo stesso meccanismo di base dei batteri per distribuirsi in un organismo. Addirittura, utilizzano le stesse molecole per trasmettere informazioni: una volta compreso il principio di questa comunicazione, sarà possibile sabotarlo".
