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MUNDO ANIMAL. ¿Cómo se agrupan sin un líder?

¿Cómo se orientan y agrupan las bandadas de aves?
Desde bancos de peces hasta nubes de langostas, grupos simples de individuos pueden crear algunas maniobras bastante impresionantes. Cuando los humanos se mueven en grupo, como en una unidad del ejército o una banda de marcha, generalmente tienen un líder que les dirige o una lista de instrucciones a seguir. Pero los animales no. Entonces, ¿cómo se quedan en la formación? Simple: mediante el uso de algoritmos naturales.


No te culpamos si la palabra "algoritmo" te nubla los ojos. La mayoría de nosotros asociamos tal palabra con un código informático complicado o fórmulas matemáticas ininteligibles. Pero en su aspecto más básico, un algoritmo es solo un conjunto de reglas

Y cualquier cosa puede seguir reglas, incluso una ameba sin cerebro como la Dictyostelium discoideumLos moldes limosos de estos organismos unicelulares pueden en realidad formar una "babosa" multicelular, y en movimiento, en su búsqueda de alimento. Lo logran siguiendo dos reglas:

1. Secrete el cAMP químico cuando tenga hambre.
2. Cuando detecte cAMP en su vecindad, avance hacia él y comience a secretar cAMP usted mismo.

Siguiendo este algoritmo natural, todas las células de la ameba convergen y producen ondas químicas, lo que hace que las células se muevan en forma ondulada. Esas ondas producen movimiento, lo que ayuda al grupo a “gatear” en busca de comida más rápido de lo que podrían hacerlo por sí mismos.

Pero ¿qué pasa con algo un poco más avanzado, como un banco de peces? En el azul brumoso del agua, el movimiento colectivo de sus cuerpos plateados hace que casi parezcan magnetizados. (No lo son, obviamente.) Los peces, también, siguen instrucciones simples. 


A través del contacto visual y las señales sensoriales (los peces tienen un órgano sensor a cada lado del cuerpo que puede detectar cambios sutiles en la presión) de manera que cada miembro del “banco” se asegura de que no estén demasiado cerca, pero no demasiado lejos de cualquier otro miembro. Si un vecino entra en la "zona de repulsión" de un pez, ese pez inmediatamente se da la vuelta para evitar un choque. Justo más allá de esa zona se encuentra la "zona de orientación", donde cada pez controla a qué lado van sus vecinos y nada para igualarlos en su marcha.

Las aves hacen algo similar. Los estorninos son pequeños pájaros cantores negros que se mueven juntos en bandadas pulsátiles que se conocen como "murmuraciones". En 2013, investigadores italianos crearon un modelo matemático para determinar la mejor manera para que cualquier estornino individual logre la mejor coordinación en una parvada con el mínimo esfuerzo. 

Se determinó que para que una bandada sea lo más eficiente, cada individuo debería seguir el movimiento de sus siete vecinos más cercanos, exactamente el número que los científicos habían observado en busca de estorninos en bandadas reales. Los estorninos que vuelan en formación no necesitan saber lo que hacen todos los 2.000 de sus hermanos; mientras sigan vigilando a siete de sus vecinos más cercanos, sabrán cómo moverse. Si un depredador ataca, esta murmuración hace que los pájaros escapen ilesos.

Agrupación de estorninos (Fuente: SEO BirdLife)

Un enjambre robotizado
Los algoritmos naturales que gobiernan los enjambres no son solo interesantes para las personas que estudian animales. Saber cómo funcionan puede desencadenar importantes avances en los campos desde la medicina al terreno militar. Las células tumorales trabajan juntas para invadir los tejidos circundantes, por ejemplo, y algunos científicos creen que las neuronas en nuestro cerebro siguen algoritmos para llegar a un consenso de pensamiento.

Los algoritmos de enjambre también son una manera fácil para que los ingenieros logren que los robots trabajen juntos. Esto no es solo teórico: en enero de 2017, los militares de EE.UU. anunciaron que habían completado la prueba más grande jamás realizada de un enjambre de drones lanzado desde aviones de combate en vuelo, con 100 drones en total. 
Los microdrones demostraron comportamientos avanzados de enjambre como la toma colectiva de decisiones, el vuelo de formación adaptativo y la “autocuración". 
Eso hace que los drones sean adaptables, capaces de cambiar su comportamiento de acuerdo con las circunstancias en lugar de realizar sin pensar instrucciones o requerir que un operador humano lo haga por ellos. Mientras más aprendamos acerca de cómo funcionan los algoritmos naturales, mejor los diseñaremos para nuestro uso.


Fuente: Ashley Hamer (Curiosity magazine, 2017)

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