Investigadores de la Universidad de Tsukuba utilizaron métricas avanzadas de la teoría de la información para describir el comportamiento colectivo de pequeños cardúmenes de peces ayu. Encontraron que la dinámica general era notablemente diferente para grupos de tres o más, en comparación con grupos más pequeños, incluso en muyescalas de tiempo cortas. Este trabajo puede ayudar a arrojar luz sobre problemas fundamentales en la teoría de la complejidad y ayudar en el desarrollo de robots biomiméticos cooperativos de enjambre.
Algunas de las preguntas más difíciles en la ciencia de hoy tratan con la misma pregunta fundamental: ¿Cómo pueden surgir dinámicas complejas de interacciones locales simples? Por ejemplo, los bancos de peces y las bandadas de pájaros pueden moverse y girar en sincronía casi perfecta sin ninguna parte superior.-control descendente de un líder. Para tratar de avanzar en esta cuestión, se ha utilizado la teoría de la información integrada IIT para proporcionar un marco matemático para medir cómo la información pasa de los individuos al grupo como un todo.
Un equipo que incluía al profesor Takayuki Niizato de la Universidad de Tsukuba estudió la natación de los Ayu, que son pequeños peces relacionados con los fundidos. Los ayu fueron elegidos al azar y colocados en un tanque en grupos de 2, 3, 4 o 5 peces.
Explica el profesor Niizato: "Se siguió la trayectoria de cada pez y una computadora calculó tres parámetros binarios para cada pez en cada paso de tiempo. Estos parámetros eran los siguientes: si el pez sujeto estaba cerca de otro pez, si el pez estabagirando, y si había otro pez en su campo de visión. Descubrimos que, en tiempos que van desde 40 milisegundos a un segundo, un grupo de tres peces actuaba de manera muy diferente a un par ".
En este estudio, la "información integrada" cuantificó la medida en que la causa y el efecto de un sistema pueden explicarse por los repertorios de sus componentes. Y la "información conceptual integrada" se utilizó como expresión de la acción colectiva grupal del banco de peces, aproximadamente cuánto depende el comportamiento de los miembros individuales del comportamiento del grupo.
"El objetivo de IIT es tratar de cambiar el paradigma de 'lo que hace un sistema' a 'lo que es un sistema'. El primero trata de analizar el sistema sobre la base del comportamiento observable, mientras que el segundo intenta determinar suestructura causal intrínseca ", dice el profesor Niizato.
Este trabajo puede ayudar a avanzar en algunas preguntas realmente difíciles que rodean la dinámica de grupo que surgen naturalmente cuando componentes simples se unen para formar un grupo complejo. Esto también puede ayudar en el desarrollo de robots "enjambres" que, como bancos de peces o colonias de hormigas, haga uso de este principio para lograr objetivos complicados.
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Materiales proporcionado por Universidad de Tsukuba . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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