第9章 群体智能
我们都曾观察过蚂蚁的行为。它们一个接一个排成一条直线,收集和搬运食物(比自己体型大)到巢穴,用自己的身体架起桥梁填补更大的缝隙。考虑到这些昆虫的大脑在神经元数量和连接方面都远不及人脑,所有这些行为都是不可思议的。这种顺序行为是自然过程固有的,并受到明显的控制。这里需要注意的重点是,这些昆虫都非常的小,单个个体的能力不足以实现如此宏大的目标。然而,当它们作为一个团队工作时,就能实现更大的目标。因此,这些昆虫也被称为社会性昆虫。
社会性昆虫具有一定的突出特征。它们生活在聚居地,个体间有分工,同时有很强的群体互动(直接或间接),非常灵活。所有这些行为一起被应用于实现群体的集体智能。这种现象促使研究人员致力于采用一种新的方法来实现人工智能,即群体智能(Swarm Intelligence,SI)。“群体智能”这个词最初是由Gerardo Beni和Jing Wang于1989年在移动机器人系统中提出的。该AI领域的灵感来自小昆虫(如蚂蚁、蜜蜂和白蚁)的自然行为和协调功能。对于任何SI系统,都会有一组简单的智能代理(与蚁群中的单个蚂蚁相同),也称为智能体(Boid)。这些智能体中的个体将与它们的邻居和环境(上下文)进行交互,以实现各自的目标,最终共同实现一个更大的目标,即解决相关的问题。
SI这个概念吸引了各类研究人员,他们正探索将SI用于更多场景,以解决实际问题。当今世界中大量信息的涌入是无法控制的,由于数据量的不断增加,迅速处理这些信息不再是单个人脑或一个中央系统能承受的。由于总是受到人类或机器硬件个体能力的限制,在信息处理是分布式的、自治的和自然控制的情况下,SI正在成为一种主流的方法。在接下来的几节中,我们将带领读者进一步了解群体智能如何解决一些实际的复杂问题。 ...
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