vb: Mieren

Het zou de meeste mensen zeer verbazen als simpele dieren zoals mieren een zeer complexe methode gebruiken om voedsel te vinden. Hoewel dergelijke problemen waarschijnlijk goed middels differentiaalvergelijkingen beschreven kunnen worden is het toch onwaarschijnlijk dat de mieren voor de vergaring van hun voedsel dat soort methoden gebruiken.

Toch zijn mieren zeer goed in staat om complexe problemen het hoofd te bieden. Dit gebeurt dan door een combinatie van grote hoeveelheden van de soort - mieren leven immers in kolonies - en een simpele werkwijze waarbij interactie een grote rol speelt. Waarschijnlijk kennen mieren slechts een aantal simpele regels. Drie regles zou voldoende moeten zijn. Als een mier geen voedsel heeft beweegt hij zich random in de omgeving voort. Vindt een mier voedsel dan brengt ze dat zo snel mogelijk naar de kolonie, én ze laat daar bij een reukspoor achter (de technische naam is feromonen). Als een mier nog geen voedsel vervoert, maar wel zo een reukspoor tegenkomt, wordt het sterkste spoor dat naar voedsel leidt gevolgd. Deze simpele set van regels zorgt ervoor dat groepen mieren zeer snel voedselgebieden kunnen onderzoeken en het gevonden voedsel naar de kolonie kunnen transporteren.

De figuur geeft een gebied aan, met centraal de thuisplaats van de kolonie, met een aantal zwervende mieren (de rode vierkantjes), met een aantal voedselplaatsen (in het blauw) en een aantal actieve trails, waarbij een zwart spoor verser is dan een grijs of geel. Het uitvoeren van dergelijke simulaties laat goed zien dat als voedsel gevonden is er veel mieren gaan helpen met het vervoeren van dat voedsel, en dat bij een gebrek aan voedselbronnen er steeds meer mieren op zoek gaan. Ook blijkt dat deze regels er voor zorgen dat bij het opraken van een voedselbron altijd eerst in de buurt van die bron verder gezocht wordt. Hoewel de figuur een random verdeling aangeeft, tonen verdere simulaties dit gedrag duidelijk aan. Deze twee eigenschappen van het systeem zijn duidelijk emergent. Ze ontstaan uit de individuele regels van de losse mieren, maar zijn niet in het systeem "geprogrammeerd". Het systeem voldoet dan ook aan veel van de emergentie-eisen, zoals veel transacties, coöperatieve interactie en random (non-rationeel) gedrag. Er is een duidelijke beloning, namelijk het streven naar en vinden van voedsel, en er is zeker geen centrale planning of controle. In de simulatie zijn geen evolutie-regels ingebouwd, maar dat is op zichzelf natuulijk wel mogelijk.