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蜂群智能:简单个体组成的复杂群体行为

时间:2023-06-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:蜂群的智能行为更为复杂&虽然单个蜜蜂的行为极其简单,但是由简单的个体所组成的群体却表现出极其复杂的组织行为特征。蜜蜂通过群体合作,能够以极高的效率获取蜜源、采集花蜜,并能随时适应环境的改变。蜂群中的每只蜜蜂都有明确的分工,并且不断调整变化。放弃蜜源转变成待工蜂,待工蜂一部分转变为侦查蜂,负责搜索新蜜源;另一部分成为跟随蜂,跟随新的引领蜂采蜜。

蜂群智能:简单个体组成的复杂群体行为

蜂群的智能行为更为复杂&虽然单个蜜蜂的行为极其简单,但是由简单的个体所组成的群体却表现出极其复杂的组织行为特征。蜜蜂通过群体合作,能够以极高的效率获取蜜源、采集花蜜,并能随时适应环境的改变。

蜂群中的每只蜜蜂都有明确的分工,并且不断调整变化。整个蜂群按照采蜜分工的不同可分为侦察蜂、采蜜蜂、引领蜂、待工蜂、跟随蜂五种。蜜蜂最初以“侦察蜂”的身份搜索蜜源,若找到蜜源,就存储和记录位置信息并开始采蜜,从而转变为“采蜜蜂”。采蜜蜂采集花蜜后,回到蜂巢,通过跳“摇摆舞”的方式分享蜜源信息,包括蜜源方向、离巢距离、包含花蜜的丰富程度等。随后,采蜜蜂的分工发生转变,并可做出如下选择:

(1)一部分成为引领蜂,招募更多的蜜蜂,回到蜜源继续采蜜&

(2)继续到同一个蜜源采蜜而不进行招募。

(3)放弃蜜源转变成待工蜂,待工蜂一部分转变为侦查蜂,负责搜索新蜜源;另一部分成为跟随蜂,跟随新的引领蜂采蜜。(www.xing528.com)

整个蜂群有着严密连贯又动态变化的组织分T,每个个体自发地随机活动,众多个体之间通过相互间的信息交流、分工协作和组织变化,来完成复杂的群体行为。自组织性、自适应性和快速反应性,是蜂群最突出的群体智能特征。英国伯明翰大学教授Duc Truong Pham由此提出了蜂群算法(Bees Algorithm,BA),后经土耳其学者Dervis Karaboga改进,提出人工蜂群算法(Artificial Bee Colony,ABC),旨在建立组织优化模型。

蜂群思维是一种集体思维,是指南许多独立单元高度连接而成的一个活系统,通过感知和记忆的分布式内存,通过动态协作完成复杂的优化模型,具有典型的白组织性和白适应性。蜂群思维常被用于互联网公司,通过扁平化的信息共享和组织运作,来实现项目协作和效率提升。

除鸟群、蚁群、蜂群之外,还有狼群、羊群、狒狒群、鱼群……这些生物社群,具有清晰的组织边界、明确的行为规则、严密的分工方式,通过有效的通信机制,在群体中进行着高效率的信息分享和协作行动。生物社群为人们揭示了生命现象和进化规律,突出了社群的自组织性和自适应性基因,启发着人类社群的进化和发展。充满原生智慧的生物社群,都是由一个个微小简单的个体,组成能完成复杂行动的群体,通过群体中个体之间的白发的信息传递和分工协作,完成从无序到有序的活动。这种自发秩序,充分释放了个体的自主性和群体的创造力,是社群的独有特征,也是社群的独特魅力所在。

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