inteligência coletiva

Formigas inspiram IA e intrigam cientistas com inteligência coletiva

/ Marcos Pędłowski / Deixe um comentário

Obra reúne 144 cientistas para apresentar o estado da arte da mirmecologia do Brasil, e revelar por que o país concentra a maior diversidade de formigas do planeta

Brasil é o país com a maior diversidade de formigas do mundo. Foto: Matheus Bertelli/Pexels

Por Lívia Inácio para Ciência UFPR 

Elas inspiram algoritmos, podem cultivar fungos e se orientar pela mata com precisão. As donas desse currículo impressionante são as formigas. O Brasil abriga a maior diversidade delas: são 1.737 espécies e subespécies registradas até 2025. Globalmente, estima-se que existam cerca de 20 quatrilhões de indivíduos, o equivalente a 2,5 milhões de formigas para cada ser humano do planeta.

O livro Brazilian Myrmecology: Exploring the World’s Richest Ant Fauna (Mirmecologia brasileira: explorando a fauna de formigas mais rica do mundo, em tradução livre), publicado no fim do ano passado, investiga esse universo, documentando a evolução da mirmecologia (área que estuda formigas) desde os primeiros naturalistas até pesquisas contemporâneas em taxonomia, ecologia e comportamento.

Organizada pelos pesquisadores Rodrigo Machado Feitosa, do Departamento de Zoologia da Universidade Federal do Paraná (UFPR); Carla Rodrigues Ribas, da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE); e Fernando Augusto Schmidt, do Centro de Ciências Biológicas e da Natureza da Universidade Federal do Acre (UFAC), a obra conta com a participação de 144 cientistas de 48 instituições e diferentes gerações.

Se organizar direitinho, todo mundo se orienta

Um dos aspectos mais surpreendentes que o livro descreve são os modelos de organização das formigas. “Na chamada inteligência coletiva, decisões complexas emergem da cooperação entre muitos indivíduos, e não do controle exercido por um só organismo”, diz Feitosa em entrevista à Ciência UFPR.

Em biomas como o Pantanal, que sofrem inundações sazonais, formigas desenvolveram táticas como a migração vertical, mudando colônias inteiras temporariamente para o topo das árvores até que as águas baixem. Em situações de ataque, algumas espécies formam campos de sobrevivência, evacuando o ninho em massa com suas crias até o perigo passar.

A inteligência coletiva também se manifesta em parcerias entre espécies. É o que ocorre com a Camponotus femoratus e a Crematogaster levior, que compartilham trilhas e ninhos, se beneficiando mutuamente da defesa e da busca por recursos.
A cooperação ainda fornece base matemática para algoritmos que vasculham e organizam grandes volumes de informação.

Um exemplo vem das operárias da espécie Acromyrmex crassispinus. Elas ajustam o uso do espaço nas trilhas entre o ninho e as fontes de alimento, e compartilham as rotas por meio de contato tátil e feromônios (substâncias químicas que funcionam como sinais de orientação). Isso reduz erros de navegação em bifurcações e evita congestionamentos.As formigas do gênero Pachycondyla, por sua vez, utilizam a chamada corrida em tandem, na qual uma formiga experiente guia outra até a fonte de alimento, transmitindo o caminho de forma precisa às demais.

Em sistemas de logística, algoritmos simulam milhares de formigas explorando diferentes rotas de entrega. À medida que caminhos mais eficientes são encontrados, essas rotas recebem um reforço digital semelhante às trilhas químicas deixadas pelos animais, fazendo com que o sistema convirja para as melhores opções e reduza o tempo de deslocamento e o consumo de combustível. Essa lógica também é usada em modelos algorítmicos que precisam encontrar informações em grandes bancos de dados, evitando rotas redundantes da informação.

Cabe lembrar, porém, que os feromônios e o contato tátil não são os únicos recursos de orientação. Dependendo da espécie e do ambiente em que vivem, as formigas combinam diferentes ferramentas de navegação. Algumas utilizam o padrão formado pelo dossel das árvores ou a luz polarizada do sol para encontrar o caminho de volta ao ninho com precisão. Outras, como a Mayaponera constricta, possuem partículas magnéticas no corpo que permitem perceber o campo magnético da Terra, funcionando como uma espécie de bússola natural. A combinação dessas estratégias garante deslocamentos eficientes mesmo em ambientes complexos e segue inspirando pesquisas em robótica e sistemas autônomos.

Aliadas da ciência

Outro campo de contribuição das formigas é a área forense. “Determinadas espécies visitam cadáveres em diferentes estágios de decomposição e o conhecimento sobre esse comportamento pode auxiliar peritos a interpretar evidências e reconstruir circunstâncias relacionadas a investigações criminais”, diz o professor.

A relação estreita com o ambiente também faz das formigas importantes aliadas da ciência. Por responderem rapidamente a alterações ambientais, elas são consideradas bons bioindicadores da qualidade dos ecossistemas.

“Como praticamente todas as espécies dependem da temperatura e da umidade para realizar suas atividades, mudanças climáticas podem modificar profundamente sua distribuição e abundância”, diz Feitosa.

Além de sinalizar transformações ambientais, ainda desempenham funções essenciais para os ecossistemas: dispersam sementes, reciclam nutrientes, controlam populações de outros insetos, modificam a estrutura do solo e servem de alimento para diversos animais.

Donas da terra

A ciência sabe também que, há dezenas de milhões de anos, algumas formigas já cultivavam fungos para alimentação. As dos gêneros Atta e Acromyrmex coletam e processam grandes quantidades de material vegetal, mantendo jardins de fungos altamente organizados e protegidos contra patógenos.

A parceria com a natureza ainda se reflete em espécies que incorporam sementes de plantas às paredes de seus ninhos. À medida que as plantas crescem, fornecem sustentação física e recursos para as formigas. Em contrapartida, recebem nutrientes e proteção contra herbívoros, formando uma relação de benefício mútuo.

Por todo esse potencial, o professor reforça a importância da preservação. Segundo ele, regiões mais quentes e secas tendem a favorecer poucas espécies generalistas, enquanto espécies mais especializadas ou restritas a determinados ambientes podem desaparecer localmente, reduzindo a diversidade das comunidades e comprometendo o equilíbrio ecológico.

“Compreender como as formigas respondem às mudanças climáticas pode ajudar a identificar áreas prioritárias para conservação e antecipar os efeitos sobre outros grupos de organismos”, finaliza.

➕ Acesse o livro Brazilian Myrmecology: Exploring the World’s Richest Ant Fauna (em inglês; aberto) 

Fonte: Ciência UFPR

Por um retorno ao debate científico e à inteligência coletiva

/ Marcos Pędłowski / Deixe um comentário

Sob pressão da publicação e, portanto, da competição, a ciência está passando por uma grande crise de credibilidade. A troca entre pesquisadores e os consensos que daí emergem são a garantia das verdades científicas, lembra um coletivo em fórum no “Mundo”

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Por Michaël Bon,  Henri Orland,  Konrad Hinsen,  Bernard Rentier, Jacques Lafait, Tembine Hamidou,   Jamal Atif, Alexandre Coutte,  Nicolas Morgado, Patrice Koehl, Stéphane Vautier, Jean-Paul Allouche, Gilles Niel,  Christine Fleury, e Clément Stahl para o Le Monde

A epidemia de COVID-19 lançou luz sobre disfunções profundas na ciência. Esperávamos um conhecimento confiável para fundamentar medidas eficazes e razoáveis ​​para encerrar a crise. Eventualmente, todos terão encontrado algo que confirme seus preconceitos em meio a um caos de mais de 50.000 artigos humanamente impossíveis de analisar, nos quais o circuito de publicação e os providenciais homens falharam em indicar uma direção certa. Como a ciência fala hoje?

A voz da ciência é coletiva em essência: é a do consenso que emerge do debate dentro da comunidade científica. Por quanto tempo e apaixonadamente for necessário, os pesquisadores trocam argumentos e experiências até convergirem em afirmações livres dos preconceitos uns dos outros, de acordo com os fatos observados e que constituem a verdade científica do momento. No entanto, essa prática fundamental de debate em grande parte desapareceu do mundo acadêmico, em favor de um substituto profundamente diferente, a “revista com revisão por pares  ”. Esta “revisão por pares” é um processo local, interno a uma publicação, governado por um editor, onde um pesquisador deve cumprir as liminares de alguns pareceristas anônimos durante trocas confidenciais por e-mail cujo objetivo é obter uma decisão favorável da Imprimatur em curto espaço de tempo. Assim, as verdades científicas não são mais fatos coletivos emergentes, mas são decretadas por um processo análogo a um julgamento fechado. Sob o efeito deletério desse processo de validação aleatória, limitado, conservador, inverificável e permeável a conflitos de interesses, a ciência como um todo entrou em uma grande crise existencial, chamada reprodutibilidade  : na maioria dos campos e em uma proporção alarmante, muitos resultados experimentais publicados não podem ser replicados, mesmo por seus autores.

Como chegamos lá ? Nossa tese é que o debate foi desaparecendo gradativamente porque a lógica da avaliação administrativa dos pesquisadores os dissuade. A partir da década de 1960, com o crescimento da pesquisa pública, as instituições científicas queriam se munir de indicadores quantitativos de desempenho para orientar sua atividade. Isso resultou em um sistema, que se tornou global, onde o objetivo do pesquisador, para obter financiamento ou promoção, é justificar as publicações em revistas de “prestígio”. Os méritos e métodos de cálculo do indicador de prestígio (o “ fator de impacto ”) são problemas bem conhecidos. Porém, em nossa opinião, seu defeito mais prejudicial ainda é mal definido: quando o valor de uma produção é condicionado pela reputação do jornal que a publica, não é mais o pesquisador que cria valor, mas sim aquele que decide. da publicação: o editor.

Essa reversão gera duas disfunções principais. Por um lado, uma minoria de editores pode forçar a maioria a se alinhar com sua visão e padrões (e por exemplo impor um imperativo permanente de novidade, contornando a verificação de resultados já publicados ou no compartilhamento resultados experimentais negativos). Por outro lado, o valor científico está se tornando uma mercadoria rara, que os pesquisadores desejam se atribuir publicando nas revistas que a fornecem. Um cientista que se destaca nesse sistema inevitavelmente o faz em detrimento de seus pares. A troca entre pares, essencial para a ciência, torna-se contrária aos interesses pessoais de seus agentes, doravante artificialmente em competição. A inteligência coletiva é, portanto, inibida pela governança vertical,

Para encontrar um desenvolvimento vertical da ciência, é essencial promover uma governança horizontal, comunitária, onde o objetivo principal do pesquisador é debater com seus pares e convencê-los. Ao contrário da competição sem sentido induzida pelas regras atuais, a governança horizontal induz a “coopetição”, onde a troca é do interesse de todos e naturalmente produz abertura, transparência e inteligência coletiva. Em outros escritos , detalhamos suas modalidades concretas, agora tecnicamente possíveis graças à Internet. Em resumo, argumentamos que os valores certos pelos quais se aprecia uma produção científica são sua validade e importância .A validade de uma produção é estabelecida qualitativamente pelo debate científico e pode ser razoavelmente quantificada pelo grau de consenso que atinge em um determinado momento. Sugerimos também que cada cientista faça gratuitamente uma revisão da literatura na imprensa, expressando sua visão e hierarquias pessoais. A importância de uma determinada produção pode ser vista e medida por seu grau de difusão em tal ecossistema.

Esses dois mecanismos devolvem à comunidade científica a gestão integral da ciência e podem oferecer indicadores que atendam às necessidades administrativas das instituições. Assim, a transição para um tal método de avaliação, que também é muito econômico porque sem intermediários, é principalmente uma questão de vontade política. Esperamos que a França adote essas idéias em breve e seja uma força motriz na regeneração geral dos processos científicos coletivos.

Michaël Bon, pesquisador e consultor; Henri Orland, pesquisador (CEA); Konrad Hinsen, pesquisador (CNRS, CBM); Bernard Rentier, reitor emérito da Universidade de Liège; Jacques Lafait, diretor emérito de pesquisa (CNRS, Sorbonne University); Tembine Hamidou, professor assistente (New York University); Jamal Atif, professor (Universidade Paris-Dauphine-PSL); Alexandre Coutte, professor (Universidade Paris-Nanterre); Nicolas Morgado, professor sênior (Universidade Paris-Nanterre); Patrice Koehl, professor (University of California, Davis);Stéphane Vautier, professor (Universidade de Toulouse-Jean-Jaurès); Jean-Paul Allouche, diretor emérito de pesquisa (CNRS); Gilles Niel, pesquisador (CNRS, ICGM); Christine Fleury, curadora da biblioteca (ABES); Clément Stahl, pesquisador (Universidade de Paris)

fecho

Este texto foi escrito originalmente em francês e publicado pelo jornal Le Monde [Aqui!].