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".
