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Estigma

Caminos de hormigas construidos a partir de rastros de feromonas

La estigmergía ( / ˈ s t ɪ ɡ m ər dʒ i / STIG-mər-jee ) es un mecanismo de coordinación indirecta, a través del entorno, entre agentes o acciones. [1] El principio es que la huella dejada en el medio ambiente por una acción individual estimula la realización de una acción posterior por parte del mismo o diferente agente. Los agentes que responden a rastros en el medio ambiente reciben beneficios positivos de aptitud física, lo que refuerza la probabilidad de que estos comportamientos se fijen dentro de una población con el tiempo. [2]

La estigmargia es una forma de autoorganización . Produce estructuras complejas, aparentemente inteligentes, sin necesidad de planificación, control o incluso comunicación directa entre los agentes. Como tal, apoya la colaboración eficiente entre agentes extremadamente simples, que pueden carecer de memoria o conciencia individual entre sí. [1] [3]

Historia

El término "estigmergia" fue introducido por el biólogo francés Pierre-Paul Grassé en 1959 para referirse al comportamiento de las termitas . Lo definió como: "Estimulación de los trabajadores por el desempeño que han alcanzado". Se deriva de las palabras griegas στίγμα estigma "marca, signo" y ἔργον ergon "trabajo, acción", y captura la noción de que las acciones de un agente dejan señales en el entorno, señales que él y otros agentes perciben y que determinan e incitan a sus acciones. acciones posteriores. [4] [5]

Posteriormente se hizo una distinción entre el fenómeno estigmérgico, específico de la orientación del trabajo adicional, y la incitación más general, no específica del trabajo, para la cual el término comunicación sematectónica fue acuñado [6] por EO Wilson , a partir de la Palabras griegas σῆμα sema "signo, símbolo" y τέκτων tecton "artesano, constructor": "Existe la necesidad de una expresión más general, algo menos torpe, para denotar la evocación de cualquier forma de comportamiento o cambio fisiológico por las evidencias del trabajo. realizados por otros animales, incluido el caso especial de la orientación de trabajos adicionales."

Stigmergy es ahora uno de los conceptos clave en el campo de la inteligencia de enjambre . [7]

Comportamiento estigmérgico en organismos no humanos.

La estigmergía se observó por primera vez en insectos sociales . Por ejemplo, las hormigas intercambian información depositando feromonas (el rastro) en su camino de regreso al nido cuando han encontrado comida. De esa manera, desarrollan colectivamente una compleja red de senderos, conectando el nido de manera eficiente con diversas fuentes de alimento. Cuando las hormigas salen del nido en busca de alimento, la feromona las estimula a seguir el rastro hacia la fuente de alimento. La red de senderos funciona como una memoria externa compartida para la colonia de hormigas. [8]

En informática, este método general se ha aplicado en una variedad de técnicas llamadas optimización de colonias de hormigas , que buscan soluciones a problemas complejos depositando "feromonas virtuales" a lo largo de caminos que parecen prometedores. [9] En el campo de las redes neuronales artificiales , la estigmergia se puede utilizar como memoria computacional. Federico Galatolo demostró que una memoria estigmérgica puede lograr el mismo rendimiento que arquitecturas de redes neuronales más complejas y bien establecidas como LSTM . [10] [11]

Otras criaturas eusociales , como las termitas , utilizan feromonas para construir sus complejos nidos siguiendo un conjunto de reglas simples y descentralizadas . Cada insecto recoge una "bola de barro" o material similar de su entorno, la infunde con feromonas y la deposita en el suelo, inicialmente en un lugar aleatorio. Sin embargo, las termitas se sienten atraídas por las feromonas de sus compañeros de nido y, por lo tanto, es más probable que dejen caer sus propias bolas de barro encima de las de sus vecinos. Cuanto más grande sea el montón de barro, más atractivo será y, por tanto, más barro se le añadirá (retroalimentación positiva). Con el tiempo esto lleva a la construcción de pilares, arcos, túneles y cámaras. [12]

Se ha observado estigmergia en bacterias , varias especies de las cuales se diferencian en distintos tipos de células y participan en comportamientos grupales guiados por sofisticados sistemas de control temporal y espacial. [13] Entre las mixobacterias se pueden encontrar ejemplos espectaculares de comportamiento multicelular . Las mixobacterias viajan en enjambres que contienen muchas células mantenidas juntas por señales moleculares intercelulares . La mayoría de las mixobacterias son depredadoras: los individuos se benefician de la agregación, ya que permite la acumulación de enzimas extracelulares que se utilizan para digerir los microorganismos presa. Cuando los nutrientes son escasos, las células mixobacterianas se agregan en cuerpos fructíferos , dentro de los cuales las células enjambradas se transforman en mixosporas latentes con paredes celulares gruesas. Se cree que el proceso de fructificación beneficia a las mixobacterias al garantizar que el crecimiento celular se reanude con un grupo (enjambre) de mixobacterias, en lugar de células aisladas. Se han desarrollado ciclos de vida similares entre los mohos celulares . Las mixobacterias más conocidas, Myxococcus xanthus y Stigmatella aurantiaca , se estudian en varios laboratorios como modelos de desarrollo procariotas . [14]

Análisis del comportamiento humano.

La estigmergía , estudiada en criaturas eusociales y sistemas físicos, se ha propuesto como modelo para analizar algunos sistemas robóticos , [15] sistemas multiagente , [16] comunicación en redes informáticas y comunidades en línea . [17]

En Internet existen muchos proyectos colectivos en los que los usuarios interactúan únicamente modificando partes locales de su entorno virtual compartido. Wikipedia es un ejemplo de esto. [18] [19] La estructura masiva de información disponible en una wiki , [20] o un proyecto de software de código abierto como el kernel de FreeBSD [20] podría compararse con un nido de termitas ; un usuario inicial deja la semilla de una idea (una bola de barro) que atrae a otros usuarios que luego construyen y modifican este concepto inicial, construyendo finalmente una estructura elaborada de pensamientos conectados. [21] [22]

Además, el concepto de estigmergía también se ha utilizado para describir cómo se puede integrar el trabajo cooperativo, como el diseño de edificios. El diseño de un gran edificio contemporáneo implica una red grande y diversa de actores (por ejemplo, arquitectos, ingenieros de construcción, ingenieros estáticos, ingenieros de servicios de construcción). Sus actividades distribuidas pueden estar parcialmente integradas a través de prácticas de estigma. [23] [24] [25]

Análisis de los movimientos sociales humanos.

El auge del software de código abierto en el siglo XXI ha alterado los modelos de negocio de algunos proveedores de software propietario , y proyectos de contenido abierto como Wikipedia han amenazado los modelos de negocio de empresas como Britannica . Los investigadores han estudiado proyectos colaborativos de código abierto, argumentando que brindan información sobre el surgimiento de la producción entre pares a gran escala y el crecimiento de la economía del regalo . [26]

Sociedad estigmérgica

Heather Marsh , asociada con el Movimiento Occupy , Wikileaks y Anonymous , ha propuesto un nuevo sistema social donde la competencia como fuerza motriz sería reemplazada por una sociedad más colaborativa. [27] Esta sociedad propuesta no utilizaría la democracia representativa sino nuevas formas de gobernanza basadas en ideas y acciones y métodos colaborativos, incluido el estigma. [28] [29] [30] "Con la estigmergia, una idea inicial se da libremente, y el proyecto es impulsado por la idea, no por una personalidad o grupo de personalidades. Ningún individuo necesita permiso (competitivo) o consenso (cooperativo) proponer una idea o iniciar un proyecto." [28]

Se citó a algunos miembros del Movimiento de los Paraguas de Hong Kong en 2014 recomendando la estigmatización como una forma de avanzar. [31] [32]

Ver también

Referencias

  1. ^ ab Marsh, L.; Onof, C. (2008). "Epistemología estigmérgica, cognición estigmérgica" (PDF) . Investigación de sistemas cognitivos . 9 (1–2): 136–149. doi :10.1016/j.cogsys.2007.06.009. S2CID  23140721.
  2. ^ Lewis, Ted G. (12 de junio de 2012). "Estigmergía cognitiva: un estudio de aparición en redes sociales de grupos pequeños". Investigación de sistemas cognitivos . 21 : 7–21. doi :10.1016/j.cogsys.2012.06.002. S2CID  40532871.
  3. ^ Heylighen, Francis (1 de diciembre de 2015). "La estigmergia como mecanismo de coordinación universal I: Definición y componentes". Investigación de sistemas cognitivos . 38 : 4-13. doi :10.1016/j.cogsys.2015.12.002. S2CID  16431291.
  4. ^ Bonabeau, Eric (1999). "Introducción del editor: estigma". Vida artificial . 5 (2): 95–96. doi :10.1162/106454699568692. ISSN  1064-5462. S2CID  35422936.
  5. ^ Theraulaz, chico (1999). "Una breve historia de la estigmatización". Vida artificial . 5 (2): 97-116. doi :10.1162/106454699568700. PMID  10633572. S2CID  27679536.
  6. ^ Sociobiología: la nueva síntesis , EO Wilson, 1975/2000, p.186
  7. ^ Parunak, H. contra D. (2003). "Hacer que suceda el enjambre". En Proc. de Conf. sobre comando, control, comunicaciones, computadoras, inteligencia, vigilancia y reconocimiento habilitados por redes y enjambres (C4ISR), McLean, Virginia, EE. UU., enero de 2003.
  8. ^ Blum, cristiano; Merkle, Daniel (24 de septiembre de 2008). Inteligencia de enjambre: introducción y aplicaciones. Medios de ciencia y negocios de Springer. págs. 9-12. ISBN 978-3-540-74089-6.
  9. ^ Zedadra, Ouarda; Jouandeau, Nicolás; Seridi, Hamid; Fortino, Giancarlo (2 de febrero de 2017). "Búsqueda de alimentos multiagente: desafíos de investigación y vanguardia". Modelado de sistemas adaptativos complejos . 5 (1): 3.doi : 10.1186 /s40294-016-0041-8 . ISSN  2194-3206.
  10. ^ Galatolo, Federico A.; Cimino, Mario GCA; Vaglini, Gigliola (2018). "Uso de Stigmergy para incorporar el tiempo en redes neuronales artificiales". Inteligencia Minera y Exploración del Conocimiento . Apuntes de conferencias sobre informática. vol. 11308. págs. 248–258. arXiv : 1811.10574 . Código Bib : 2018arXiv181110574G. doi :10.1007/978-3-030-05918-7_22. ISBN 978-3-030-05917-0. S2CID  53774438.
  11. ^ Galatolo, Federico A.; Cimino, Mario GCA; Vaglini, Gigliola (2019). "Uso de la estigmergía como memoria computacional en el diseño de redes neuronales recurrentes". Actas de la octava conferencia internacional sobre aplicaciones y métodos de reconocimiento de patrones . 1 : 830–836. arXiv : 1903.01341 . Código Bib : 2019arXiv190301341G. doi :10.5220/0007581508300836. ISBN 978-989-758-351-3. S2CID  67855787.
  12. ^ Beckers, R., Holland, OE y Deneubourg, JL "De acciones locales a tareas globales: estigma y robótica colectiva". Archivado el 4 de noviembre de 2013 en Wayback Machine Vida artificial IV. 1994, páginas 181-189.
  13. ^ Shapiro, James A. (junio de 1988). "Las bacterias como organismos multicelulares" (PDF) . Científico americano . 258 (6): 82–89. Código bibliográfico : 1988SciAm.258f..82S. doi : 10.1038/scientificamerican0688-82. Archivado desde el original (PDF) el 26 de mayo de 2012 . Consultado el 8 de septiembre de 2013 .
  14. ^ Dworkin, Martín (2007). "Acertijos persistentes sobre mixobacterias". Microbio . 2 (1): 18–23. doi : 10.1128/microbio.2.18.1 .
  15. ^ Ranjbar-Sahraei, B., Weiss G. y Nakisaee, A. (2012). Un enfoque de cobertura multirobot basado en la comunicación estigmérgica. En Proc. de la Décima Conferencia Alemana sobre Tecnologías de Sistemas Multiagentes, vol. 7598, págs. 126-138.
  16. ^ Giovanna Castellano, Mario GCA Cimino y col. Un sistema multiagente para permitir el conocimiento colaborativo de la situación a través del estigmergismo basado en la posición y el aprendizaje neurodifuso, Neurocomputing, vol. 135 (2014) págs.86-97
  17. ^ Mario GCA Cimino, Federico Galatolo, Alessandro Lazzeri, Gigliola Vaglini. Evaluación de la aparición de términos en microblogs: un enfoque basado en la estigmatización computacional, ICPRAM 2017
  18. ^ Mark Elliott sobre la estigmatización, las wikis ciudadanas y los entornos colaborativos. YouTube . 26 de agosto de 2009. Archivado desde el original el 11 de diciembre de 2021.
  19. ^ Tkacz, Nathaniel (2014). Wikipedia y la política de apertura. Prensa de la Universidad de Chicago. pag. 46. ​​doi : 10.7208/chicago/9780226192444.001.0001. ISBN 978-0-226-19230-7.
  20. ^ ab Infoworld: una conversación con Steve Burbeck sobre informática multicelular Archivado el 11 de diciembre de 2008 en Wayback Machine.
  21. ^ Heylighen F. (2007). ¿Por qué el desarrollo del acceso abierto es tan exitoso? Organización estigmérica y economía de la información Archivado el 2 de octubre de 2008 en Wayback Machine , en: B. Lutterbeck, M. Baerwolff & RA Gehring (eds.), Open Source Jahrbuch 2007, Lehmanns Media, 2007, p. 165-180.
  22. ^ Marko A. Rodríguez | Rodríguez MA (2008). Un modelo del mundo generado colectivamente Archivado el 6 de enero de 2009 en Wayback Machine , en: Inteligencia colectiva: creando un mundo próspero y en paz, eds. M. Tovey, páginas 261-264, EIN Press, ISBN 0-9715661-6-X , Oakton, Virginia, noviembre de 2007 
  23. ^ Christensen, LR (2007). Prácticas de estigmergía en la obra arquitectónica. En Actas de la Conferencia internacional ACM de 2007 sobre la Conferencia sobre el trabajo en grupos de apoyo (Sanibel Island, Florida, EE. UU., 4 al 7 de noviembre de 2007). GRUPO 2007. ACM, Nueva York, NY, 11-20.
  24. ^ Christensen, LR (2008). La lógica de las prácticas de la estigmergía: artefactos representacionales en el diseño arquitectónico. En Actas de la Conferencia ACM de 2008 sobre trabajo cooperativo asistido por computadora (San Diego, CA, EE. UU., 8 al 12 de noviembre de 2008). CSCW'08. ACM, Nueva York, Nueva York, 559-568.
  25. ^ Christensen, Lars Rune (2014). "Prácticas de Estigmergía en el Proceso de Construcción". Trabajo Cooperativo Asistido por Computadora (CSCW) . 23 (1): 1–19. doi :10.1007/s10606-012-9181-3. S2CID  2902658.
  26. ^ Elliott, Mark (2006). "Colaboración estigmérica: la evolución del trabajo en grupo: introducción". Diario M/C . 9 (2). doi : 10.5204/mcj.2599 .
  27. ^ Marsh, Heather (8 de junio de 2013). Binding Chaos: colaboración masiva a escala global . Plataforma de publicación independiente CreateSpace. ISBN 9781489527684. COMO EN  1489527680.
  28. ^ ab Heather Marsh (9 de enero de 2012). "Una propuesta de gobernanza: Stigmergy". Archivado desde el original el 17 de enero de 2016 . Consultado el 13 de enero de 2016 .
  29. ^ Heather Marsh (24 de diciembre de 2011). "Una propuesta de gobernanza en el mundo post 2011". Archivado desde el original el 1 de septiembre de 2013 . Consultado el 15 de julio de 2013 .
  30. ^ Heather Marsh (22 de febrero de 2012). "Una propuesta de gobernanza: grupos de usuarios concéntricos y comunidades epistémicas". Archivado desde el original el 31 de agosto de 2013 . Consultado el 15 de julio de 2013 .
  31. ^ Leavenworth, Stuart (19 de noviembre de 2014). "Los manifestantes de Hong Kong, que enfrentan divisiones, esperan a que actúe la policía". McClatchy . Archivado desde el original el 25 de abril de 2018 . Consultado el 24 de abril de 2018 . llevando un cartel de la "Sociedad Stigmergy". El término se refiere a la organización social de los hormigueros, en la que la coordinación no se logra mediante una estructura de liderazgo formal sino mediante la acción independiente entre aquellos con objetivos compartidos.
  32. ^ "Occupy Central - Parte 1". www.zonaeuropa.com . Consultado el 13 de enero de 2016 .

Otras lecturas