ANTFARM

06 · NASIL ÇALIŞIYOR

Hiçbir karınca planı bilmiyor. Her tikte her biri şu kurallara uyuyor:

1. İleri yürü, biraz da yalpala. Yük taşımıyorsan ve kolonide hâlâ yer lazımsa önündeki toprağı kaz (arada bir de yanındakini).
2. Dışarı çıkarken YUVA kokusu bırak. Kırıntı taşırken YİYECEK kokusu bırak. Yuvadan ya da yiyecekten uzaklaştıkça her adımda biraz daha az bırakılır; böylece koku kaynağına doğru güçlenir.
3. Arayan karıncalar YİYECEK kokusuna, taşıyanlar YUVA kokusuna yönelir. Bir hücrenin çekimi (k + koku)² kadardır; bu, Goss ve arkadaşlarının kendi önceki deneylerine dayandırdığı seçim kuralıyla (Denklem 3) aynı biçimdedir.
4. Her tikte her hücre kokusunun %99,6’sını korur; kullanılmayan bir iz 1× hızda yaklaşık 6 saniyede yarıya iner. Bu, Dorigo ve arkadaşlarının Ant System modelindeki buharlaşma adımı.
5. Kraliçe depodaki iki kırıntıyı bir yumurtaya çevirir; onun odasına bıraktığın kırıntılar doğrudan depoya girer. Yumurtalardan işçiler çıkar; işçiler yaşlanır ve ölür.

Hiçbir kural “iz oluştur” ya da “kestirmeden git” demiyor. Bunlar karıncalardan ve geride bıraktıkları kokudan doğuyor. Pierre-Paul Grassé 1959’da stigmerji kavramını, tek başınaymış gibi çalışan böceklerin nasıl olup da eşgüdümlü görünebildiğini açıklamak için ortaya attı.

ÇİFT KÖPRÜ sahnesi, Goss ve arkadaşlarının (1989) deney düzeninin basitleştirilmiş bir uyarlaması. Laboratuvardaki Arjantin karıncası kolonileri yiyeceğe art arda iki modülden oluşan bir köprüyle ulaşıyordu; her modülde bir kısa, bir uzun kol vardı. Uzun kol kısanın iki katı olduğunda koloniler 14 denemenin 14’ünde kısa kolu tercih etti. Bu oranla yapılan 14 denemenin 11’inde trafiğin %80’inden fazlası kısa koldan geçti. Oyunda tek bir modül var. KISA KOL göstergesi bu modelin ne yaptığını gösterir.

Dene: ÇİFT KÖPRÜ’de kısa kolu KAYA ile kapat, uzun iz oluşana kadar bekle, sonra KAZ ile yeniden aç. Goss ve arkadaşları kısa kolu sonradan eklediğinde karıncalar çoğunlukla uzun izde kaldı (18 denemenin yalnızca 2’sinde kısa kola geçildi). Feromonları yaklaşık 30 dakika sürdüğü için modellerinde buharlaşmayı hesaba katmadılar. Buradaki koku saniyeler içinde sönüyor, bu yüzden bu koloni genellikle yol değiştiriyor.

Bu bir oyun modeli, biyoloji simülatörü değil. Izgara, iki koku, kazı bütçesi, yumurta maliyeti, ömürler ve buradaki her sayı oyun için uyduruldu.

KAYNAKLAR

1. Goss, S., Aron, S., Deneubourg, J.-L. & Pasteels, J. M. (1989). Self-organized shortcuts in the Argentine ant. Naturwissenschaften 76(12), 579–581. doi:10.1007/BF00462870 Çift köprü deneyi, (k + S)² seçim kuralı (Denklem 3) ve yaklaşık 30 dakikalık feromon ömrü.
2. Dorigo, M., Maniezzo, V. & Colorni, A. (1996). Ant system: optimization by a colony of cooperating agents. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Part B 26(1), 29–41. doi:10.1109/3477.484436 Buharlaşmalı iz güncellemesi, τ ← ρ·τ + Δτ (Denklem 1), ve kısa turların kenar başına daha çok iz bırakması (Denklem 3).
3. Theraulaz, G. & Bonabeau, E. (1999). A brief history of stigmergy. Artificial Life 5(2), 97–116. doi:10.1162/106454699568700 Grassé stigmerji kavramını 1959’da ortaya attı; kavramın tarihçesi.