Téma týdne

Hejna ryb zdokonalují umělou inteligenci

Existuje celá řada metod, kterými se v současnosti vyvíjí umělá inteligence. Bez ohledu na stále lepší parametry počítačů se však programování úkolů, které jsou pro člověka triviální, zdá být stále příliš složité. Cestu, jak dosáhnout alespoň základní rozhodovací schopnosti umělých systému, naznačuje tzv. „swarm inteligence“, tedy inteligence hejna, kterou se přirozeně řídí hejna ryb a špačků, nebo také kolektivní organismy – mraveniště a včelstva.

Hejna ryb zdokonalují umělou inteligenci
Hejna ryb zdokonalují umělou inteligenci
Rybí hejna hladce reagují na vnější podněty
Autor: National Geographic
Rybí hejna hladce reagují na vnější podněty
Autor: National Geographic

Hejno zcela postrádá vůdčí kus, který by jeho pohyb určoval, a jedinci se řídí podle jednání okolních kusů a podle vlastností prostředí, ve kterém se pohybují. Tento jev je zejména patrný v rybích nebo špaččích hejnech – ačkoliv se pohybují těsně vedle sebe, jednotliví členové do sebe nenarážejí, a to ani v případě, že se mezi ně nečekaně vrhne predátor. Hejno se kolem něj hladce rozestoupí, vyhne se mu a záhy se zase spojí do jednoho celku, přičemž jeho členové neustále působí jako jednolitá hmota. Jednají organizovaně, aniž by jeden z členů zastával funkci vůdce. Koordinovaně spolupracují i členové mravenčích kolonií a včelstev – ti zase díky striktnímu rozdělení funkcí mezi jedinci vystupují jako jeden velký organismus.

Chování hejna má obrovský potenciál pro počítačové aplikace i pro robotiku a pojem „inteligence hejna“ se stal termínem pro specifický druh umělé inteligence.

Vzhledem k tomu, že jednotlivci v hejnu neuvažují samostatně (pouze reagují na své okolí), lze jejich chování vyjádřit algoritmem. Využití podobného algoritmu v softwaru pak pomáhá např. firmám, které jsou závislé na kvalitní logistice. Software využívající inteligence hejna totiž umožňuje efektivní distribuci dodávek a díky tomu šetří palivo, případně zjednoduší trasu expresních zásilek.

Velký dopad může mít inteligence hejna na robotiku. Marco Dorigo z Université Libre v Bruselu ji aplikoval v projektu Swarmanoid, ve kterém figurují tři typy robotů s různými funkcemi – „oči“, „ruce“ a „nohy“. Tyto heterogenní jednotky dokáží spolupracovat na dosažení určitého cíle, například společnými silami přinesou knihu z police.

Jiné organizace zase vyvíjejí roboty, jejichž vzájemným propojením vznikne jednotka schopná plnit úkoly, kterých by její dílčí části nebyly samostatně schopné. V budoucnu by podobné stroje mohly řešit potíže v místech nebezpečných člověku, jako jsou oblasti postižené přírodní katastrofou nebo zřícené budovy. Již nyní se roboti ovládaní na dálku využívají v armádě či průmyslu, až inteligence hejna jim ale propůjčí schopnost rozhodovat se samostatně a bez asistence operátora.

I přes rychlý pokrok technologií zatím tyto systémy nelze srovnávat s účinností jednání samostatně myslící bytosti a náklady na jejich vývoj jsou vysoké. Tato oblast vývoje, která našla svůj vzor v přírodě, se však v blízké budoucnosti jistě dočká praktických aplikací.