Algoritmi de internet dezvăluți: la fel ca furnicile

Inginerii apelează uneori la natură pentru inspirație. Profesorul asociat al laboratorului Cold Spring Harbor Saket Navlakha și cercetătorul Jonathan Suen au descoperit că algoritmii de ajustare — același proces de control prin feedback prin care Internetul optimizează traficul de date — sunt utilizați de mai multe sisteme naturale pentru a detecta și stabiliza comportamentul, inclusiv coloniile de furnici, celulele și neuronii.       

Inginerii de internet direcţionează datele în întreaga lume în pachete mici, care sunt analoge cu furnicile. După cum explică Navlakha:

„Scopul acestei lucrări a fost acela de a reuni ideile din învățarea automată și proiectarea pe internet și să le relaționeze cu modul în care coloniile de furnici se hrănesc.”

Același algoritm folosit de inginerii de internet este folosit de furnici atunci când își caută hrană. La început, colonia poate trimite o singură furnică. Când furnica se întoarce, furnizează informații despre câtă mâncare a primit și cât a durat să o primească. Colonia ar trimite apoi două furnici. Dacă se întorc cu mâncare, colonia poate trimite trei, apoi patru, cinci și așa mai departe. Dar dacă zece furnici sunt trimise și majoritatea nu se întorc, atunci colonia nu scade numărul pe care îl trimite la nouă. În schimb, reduce numărul cu o sumă mare, un multiplu (să zicem jumătate) din ceea ce a trimis înainte: doar cinci furnici. Cu alte cuvinte, numărul de furnici crește încet atunci când semnalele sunt pozitive, dar este redus dramatic când informația este negativă. Navlakha și Suen notează că sistemul funcționează chiar dacă furnicile individuale se pierd și este în paralel cu un anumit tip de „algoritm de creștere aditivă/multiplicare-scădere” utilizat pe Internet.

Suen crede că furnicile ar putea inspira noi moduri de a proteja sistemele informatice împotriva hackerilor sau a atacurilor cibernetice. Inginerii ar putea emula modul în care natura rezistă la o serie de amenințări la adresa sănătății și viabilității. Suen explică:

„S-a demonstrat că natura este incredibil de robustă în multe aspecte, reacționând la mediile în schimbare. În securitatea cibernetică [totuși] constatăm că multe dintre sistemele noastre pot fi modificate, pot fi sparte cu ușurință și pur și simplu nu sunt robuste. Vrem să ne uităm la natură, care supraviețuiește peste tot felul de dezastre naturale.”

În timp ce Suen intenționează să aplice algoritmii naturii în programele de inginerie, Navlakha ar dori să vadă dacă soluțiile de inginerie ar putea oferi abordări alternative pentru înțelegerea reglării genelor și controlului feedback-ului imun. Navlakha speră că „strategiile de succes într-un domeniu ar putea duce la îmbunătățiri în celălalt”.