群体思考者:研究人员获 290 万美元资助,以进一步开发群体智能

欧洲研究理事会慷慨解囊,资助马可·多里戈的最新研究,旨在让网络和机器人模仿蚂蚁和其他群居昆虫的高效行为

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群体智能是人工智能的一个分支,旨在让计算机和机器人模仿蚂蚁和蜜蜂等群居昆虫的高效行为。例如,蚂蚁使用信息素踪迹来标记它们寻找食物的路线。被更多蚂蚁走过的路径会积累更多信息素,从而吸引新的蚂蚁,而留在较少蚂蚁走过的路径上的信息素会随着时间推移而蒸发。

欧洲研究理事会(ERC)着眼于群体智能在信息技术和机器人技术发展中的潜力,于周二向马可·多里戈授予了 290 万美元的 ERC 高级研究资助,以帮助这位比利时国家科学研究基金会 (FNRS) 的研究主任兼 IRIDIA(布鲁塞尔自由大学人工智能实验室)的联合主任进一步开展其群体智能系统工程研究。

研究人员埃里克·博纳博盖伊·泰劳拉兹在《大众科学》2008 年 2 月机器人特刊中指出,电话系统使用类似的方法来路由呼叫,使用信息位作为“虚拟信息素”来加强通过网络中不太拥挤区域的路径。作者补充说,多里戈和他的同事已将这种理念应用于互联网,并成功超越了所有其他数据流量路由方法。

多里戈已经研究蚂蚁群体行为十多年了,他将利用 ERC 的资助来开发一种通用的工程方法,用于设计和实施人工群体智能系统。“我们相信,在未来,群体智能将成为研究人员和工程师解决某些类型复杂问题的重要工具,”多里戈在给《大众科学》的电子邮件中写道。“为了建立这门学科的基础并开发适当的方法论,我们将并行推进抽象层面和解决选定研究领域中的一些具有挑战性的问题。我们选择的研究领域是优化、机器人技术、网络和数据挖掘。”

博纳博和泰劳拉兹认为,群体智能系统有望提供一种设计具有更高自主性和自给自足能力的系统的替代方法,“依赖于简单个体智能体之间的直接或间接交互”。困难在于,研究人员仍然缺乏对昆虫群体内部运作的详细了解。计算机科学家一直未能确定群体中个体交互的具体规则,这使得他们难以开发出更先进的、能够模仿这种行为的软件,作者写道。

彼得·米勒在 2007 年 7 月的《国家地理》杂志上写道,早在 1991 年,多里戈就利用他对蚂蚁行为的了解,创建了可用于解决复杂人类问题的数学程序,例如卡车路线规划、航空公司调度或军事机器人制导。

这位意大利出生的研究人员还是 “群体机器人”项目的创始人,该项目的目标是设计、实施和控制由小型异构、动态连接的自主机器人组成的分布式机器人系统。根据群体机器人网站 Swarm-Bots 的说法,“我们计划构建的群体机器人将由大约 60 个自主机器人组成,分为三种类型:眼部机器人、手部机器人和足部机器人”。米勒称,足部机器人用于在地面上运输物体,手部机器人攀爬墙壁和操纵物体,而眼部机器人则飞行,为其他单元提供信息。

多里戈本人在 2004 年 2 月的《连线》杂志中指出,蚂蚁会创建通往食物的“高速公路”,组织蚁穴中幼虫的分布,通过聚集死蚂蚁形成墓地,建造活体桥梁来跨越途中的缝隙,并在没有中央控制的情况下根据需要分配任务。他补充说,这使得这些昆虫成为算法的绝佳模型,这些算法可用于编程简单的设备以实现复杂的结果。

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