Emergência – a vida integrada das
formigas, cérebros, cidades e softwares
Autor dos livros:
Interface culture: How New Technology
Transforms the Way We Create and
Communicate
Mind Wide Open: Your ...
O discoideum oscila entre ser uma criatura única e
uma multidão (p.10). Vida dupla e paradoxal.
Condições ambientais favor...
O encontro de Keller com o trabalho de Turing
abriu nova perspectiva para transformar a
compreensão não apenas da evolução...
Estamos acostumados a pensar em termos top-down, em
termos de líderes. Células líderes liberavam substancias para
agregar ...
Formigueiro e Formigas
Na época da reprodução, a rainha e o rei saem do
formigueiro e voam para o encontro nupcial. Os mac...
A colônia é um exemplo de comportamento coletivo, descentralizado.
Vídeos
Funcionamento do Algoritmo de Colônia de Formigas
https://www.youtube.com/watch?v=4gVEoOpvpvs
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Deborah Gordon
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para o formigueiro e o cheiro se di...
Comunicação
As formigas além de liberar produtos químicos
feromônios e hidrocarbonetos, também se comunicam
fisicamente, s...
Outro modo de entender a comunicação é vê-la
como um processo de sincronização a partir de
constrições entre os elementos ...
Organização
O complexo sistema de organização da formiga
acontece sem a estrutura de uma hierarquia pré-
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comportamento e que tem um efeito auto amplificador.
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Deborah Gordon: The emergent genius of ant colonies
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Steven Johnson - Redes Sociais e Emergência - 01/06
https://www.youtube.com/watch?v=CSKUaTQFWlg
Steven Johnson - Redes Soc...
Referencias
Steven Johnson no livro Emergência – a vida integrada de formigas,
cérebros, cidades e softwares
Rio de Janeir...
Obrigada.
Fátima Melca
abril/2014
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Emergência – a vida integrada das formigas, cérebros, cidades e softwares

  1. 1. Emergência – a vida integrada das formigas, cérebros, cidades e softwares
  2. 2. Autor dos livros: Interface culture: How New Technology Transforms the Way We Create and Communicate Mind Wide Open: Your Brain and the Neuroscience of Everyday Life Everything Bad is Good for You Emergence: The Connected Lives of Ants, Brains, Cities and Software Steven Johnson
  3. 3. O discoideum oscila entre ser uma criatura única e uma multidão (p.10). Vida dupla e paradoxal. Condições ambientais favoráveis ou desfavoráveis. “Quando o ambiente é mais hostil, ele age como um organismo único; quando o clima refresca e existe uma oferta maior de alimento, ele se transforma em eles” (Keller e Segel, 1968). Turing (1954) construiu “um modelo matemático em que agentes simples seguindo regras simples eram capazes de gerar estruturas complexas” (p. 12). Dictyostelium discoideum
  4. 4. O encontro de Keller com o trabalho de Turing abriu nova perspectiva para transformar a compreensão não apenas da evolução biológica, mas também de mundos tão diversos como a ciência do cérebro, o design de software e os estudos urbanos. O discoideum talvez representasse um tipo de comportamento emergente, independentemente da iniciativa de qualquer “célula líder”. A hipótese da célula líder reinou até quando experimentos comprovaram que as células do Dictyostelium se organizavam de baixo para cima (p.13). Um fenômeno coletivo, um comportamento bottom-up. Keller e Turing
  5. 5. Estamos acostumados a pensar em termos top-down, em termos de líderes. Células líderes liberavam substancias para agregar outras células de discoideum. Top-Down : sistema considerado inicialmente como um todo e depois parte para uma especificação/elementos básicos. Pensamento em termos de líderes (informação centralizada). Bottom-Up : sistema composto por elementos básicos e depois parti para uma especificação do sistema como um todo/formato completo. Pensamento em termos de fenômenos coletivos (informação descentralizada). Saiba mais
  6. 6. Formigueiro e Formigas Na época da reprodução, a rainha e o rei saem do formigueiro e voam para o encontro nupcial. Os machos morrem após a cópula. A rainha que sobrevive funda um novo formigueiro, iniciando sua postura de ovos no solo. As formigas são tão bem integradas entre si que são chamadas às vezes de superorganismos porque parece que elas operam como único organismo, como um ser vivo, em vez de indivíduos. O formigueiro é uma estrutura complexa, cheia de galerias e túneis subterrâneos que se estendem por vários metros. As operárias são estéreis e se subdividem para várias atividades como soldados,defendem o formigueiro, cortadeiras-carregadoras, cortam, coletam e carregam as folhas até a colônia, operárias jardineiras cuidam dos fungos, das crias, recolhem e descartam lixos em cemitérios. Mudam de função conforme a necessidade da colônia.
  7. 7. A colônia é um exemplo de comportamento coletivo, descentralizado.
  8. 8. Vídeos Funcionamento do Algoritmo de Colônia de Formigas https://www.youtube.com/watch?v=4gVEoOpvpvs Conheça as formigas cortadeiras - Saúva https://www.youtube.com/watch?v=8ZCsq6UgKt4
  9. 9. Deborah Gordon alimento acaba, as trilhas não são remarcadas pelas formigas que voltam para o formigueiro e o cheiro se dissipa. Se o caminho estabelecido para uma fonte de comida é bloqueado por novo obstáculo, as obreiras o deixam para explorar novas rotas. Se bem sucedidas retornam e marcam novo rastro. As formigas se adaptam bem as mudanças em seu meio. As formigas se comunicam por uma química chamada feromona. Como as formigas passam a vida em contato com o solo, elas deixam uma trilha de feromonio que pode ser seguida por outras formigas. Quando a obreira encontra comida ela deixa um rastro no caminho e a trilha é seguida por outras formigas que reforçam o rastro. Quando o
  10. 10. Comunicação As formigas além de liberar produtos químicos feromônios e hidrocarbonetos, também se comunicam fisicamente, seja tocando uma à outra ou esfregando partes do seu corpo com a outra parte para fazer o som. O som se propaga ao longo do solo, ou para o ar e outras formigas recebem o sinal. Elas não se comunicam diretamente, os sinais de comunicação não obtém respostas comportamentais específicas e diretas. As formigas não compartilham conscientemente uma informação para a outra agir. “Vá e encontre comida” A comunicação é sutil. Formigas compartilham trilhas e contatos que aumentam a probabilidade de que outras formigas mudem o comportamento em resposta as pistas.
  11. 11. Outro modo de entender a comunicação é vê-la como um processo de sincronização a partir de constrições entre os elementos que dela fazem parte . A comunicação como nós a entendíamos, é apenas uma particularidade de um processo mais amplo. Entender a comunicação como um processo de sincronização a partir de constrições, permite pensá-la como algo que se dá entre homens e artefatos. Saiba mais
  12. 12. Organização O complexo sistema de organização da formiga acontece sem a estrutura de uma hierarquia pré- estabelecida. A organização surge espontaneamente a partir das múltiplas interações. Não existe um líder. Simplesmente acontece assim. As formigas não têm uma visão geral da colônia. Sem líder, através de relações colaterais e de compartilhamento intenso, constroem e organizam todo o trabalho do formigueiro, dando forma a um complexo sistema ordenado. A cooperação resulta de interações locais sem que nenhuma formiga seja a responsável pela “operação global”. As interações são colaterais, se presta atenção nos “vizinhos mais próximos” e não se “espera” por ordens superiores”. Agem localmente e a “ação coletiva produz comportamento global” (p.54).
  13. 13. Algo acontece no ambiente que leva a uma mudança de comportamento e que tem um efeito auto amplificador. Este efeito bola de neve resulta no desenvolvimento de propriedades completamente novas. O resultado dessas interações é algum tipo de macrocomportamento observável. As formigas geram um comportamento global coordenado a partir de interações locais, constroem um sistema elaborado partindo de um nível mais baixo. Saiba mais
  14. 14. Emergência é um fenomeno/processo de formação de padrões complexos a partir de uma multiplicidade de interações simples. O comportamento emergente aparece quando uma quantia de entidades/agentes simples operam em um ambiente,formando comportamentos complexos no coletivo. A dinâmica das partes, em uma escala de relação, produz uma propriedade emergente em um nível mais alto de escala. São efeitos de larga escala originados de agentes interagindo localmente e são difíceis de predizer, mesmo no caso em que as interações são simples. Resultam da interação dos componentes do inteiro, onde o todo é maior do que a soma de suas partes. Emergência
  15. 15. Estruturas emergentes podem ser encontradas em muitos fenômenos naturais, do domínio biológico ou físico. Como por exemplo: o bando de pássaros, os cardumes, os rebanhos, a estrutura espacial e o formato das galáxias, fenômenos do clima (furacões), a vida, a sociedade, o mercado financeiro... Existe também um ponto de vista que afirma que o começo e o desenvolvimento da evolução podem ser relacionados a uma propriedade emergente das leis da física em nosso universo. Saiba mais
  16. 16. Deborah Gordon: The emergent genius of ant colonies http://www.ted.com/talks/deborah_gordon_digs_ants Vídeo
  17. 17. Todo mundo já sabia que as formigas tinham um complexo sistema de organização. O que ninguém imaginava até agora é que elas usavam os mesmo algoritmos da internet para se comunicar. Gordon pediu ajuda para Prabhakar e juntos perceberam que as formigas usam um algoritmo muito parecido com o TCP/IP para transmitir dados sobre a alimentação dentro das colônias. O método usado pelas formigas para determinar quanto de comida elas tem disponível é o mesmo usado no Transmission Control Protocol (TCP). Esse algoritmo gerencia o congestionamento de dados na internet. As formigas cortadeiras – assim como a internet – valorizam a divisão de tarefas, pois são uma comunidade cooperativa. Por exemplo: caso as primeiras enviadas da colônia demorem muito a voltar com a comida, as chefes enviam menos membros para buscar alimento. No TCP, a lógica é a mesma: os pacotes de dados são comprimidos caso haja a indicação de uma banda estreita. Gordon e Balaji Prabhakar
  18. 18. As formigas enviam uma leva de membros para verificar a quantidade relativa de comida antes de escalar muitas formigas na missão. Do mesmo jeito que uma conexão esgotará seu tempo (time out) se a fonte parar de enviar pacotes, as formigas param de enviar novos membros se nenhum deles retornar em um tempo determinado. Os sistemas são avançados e complexos e as formigas, individualmente, têm uma capacidade limitada. Mas o funcionamento da comunicação entre elas só prova que, coletivamente, pode-se executar tarefas até então inimagináveis Gordon e Balaji Prabhakar
  19. 19. O que a emergência tem a nos ensinar sobre o modo como surgem, organizam-se e evoluem cidades, cérebros, corporações, formigueiros, softwares ? São exemplos de sistemas auto-organizados que privilegiam as seqüências, em detrimento da lógica, e nos quais se dispensa a presença de um controle centralizado para haver ação. Surgem de um nível de elementos relativamente simples em direção a formas de comportamento mais sofisticados e por isso são chamados sistemas emergentes. São processos de emergência - mecanismo de formação/aparecimento de padrões complexos a partir de um grande número de interações simples. Compreender essas semelhanças de comportamento possibilita perceber que a regulação e coordenação das atividades acontecem a medida que os agentes percebem e atuam no ambiente em que vivem (estigmergia). As ações isoladas exibem comportamento muito simples, mas na coletividade emerge um comportamento complexo.
  20. 20. A cidade tem, no seu interior, seus próprios sistemas emergentes; os das calçadas, das vizinhanças, das praças, dos shoppings, nos quais interagem de modo informal e improvisadamente os cidadãos que nela habitam. Temos o mundo das interconexões locais “conduzindo à ordem global; os componentes especializados criando uma inteligência não especializada e as comunidades de indivíduos solucionando problemas sem que nenhum deles saiba disto” (p. 69). O sistema emergente aprende e fica mais inteligente com o tempo. A cidade, portanto, se torna, segundo Johnson, “mais esperta, mais útil para seus habitantes. E aqui, outra vez, a coisa mais extraordinária é que esse aprendizado emerge sem que ninguém tenha conhecimento dele”( p. 79) . Os bairros expressam o comportamento repetitivo de coletividades maiores: pessoas com poucos recursos moram em favelas, pessoas com mais recursos moram em bairros nobres, comércios são abertos em locais em que existem concentrações significativas de outros estabelecimentos. Cidade - fenômeno emergente
  21. 21. A Web está ficando mais inteligente assim como as cidades e o formigueiro. Ao interligar todo o tipo de sistemas, cria sistemas abertos que não se situam no tempo e no espaço e são capazes de viabilizar processos comunicativos não apenas intersubjetivos. Os processos comunicativos não se processam exclusivamente, e nem principalmente, através de fluxos de mensagens. Web fenômeno emergente
  22. 22. Na indústria do software, os modelos bottom-up, de que os sistemas open source são o melhor exemplo de criatividade coletiva emergente, tornaram-se uma realidade somente depois de décadas de seu nascimento. O software livre Linux e a enciclopédia on-line Wikipedia acontecem porque são descentralizados e contam com um grande número de participantes ou voluntários. Ninguém atua sozinho, mas todos sabem que estão participando de uma grande estrutura – essa união é que faz os fenômenos emergentes serem tão complexos. Selfridge - programas de computador (rôbos, chamados de demônios). Games Software - fenomeno emergente
  23. 23. Selfridge projetou programas de computador (rôbos, chamados de demônios) capazes de reconhecer padrões de fala. Cada rôbo identificava uma letra, mas, não reconhecia o alfabeto. Ao final da transmissão de uma palavra, um rôbo reconhecedor de letras era responsável por reunir todas as letras identificadas unitariamente por seus colegas rôbos, e apresentar a palavra interpretada. Os demônios de nível inferior se comunicavam com os de nivel acima. Sinais de inteligência distribuída, bottom-up, e não em uma inteligência unificada, top-down. Este experimento deu origem aos algoritmos genéticos que podem ser entendidos como um conjunto de instruções lógicas que permitem que uma população abstrata evolua a partir de um conjunto de soluções criadas aleatoriamente ao longo de suas gerações. Indivíduos são selecionados para a próxima geração, e recombinados ou mutados para formar uma nova população. Games - Os jogadores não estão absorvendo conselho moral, lições de vida ou retratos psicológicos, mas os jogos forçam as pessoas a decidir, a escolher e a priorizar. Saiba mais
  24. 24. Estamos em rede, interconectados e cada dia torna-se mais claro que podemos compreender muito melhor a atividade de uma coletividade, a forma como comportamentos e idéias se propagam, o modo como notícias afluem de um ponto a outro do planeta. Essa interconexão generalizada entre as pessoas tem chamado a atenção de muitos teóricos sobre seus efeitos no quadro de decisões individuais e igualmente na forma como os coletivos se comportam quando se constituem como redes de alta densidade. Decisões individuais e coletivas parecem estar chamando a atenção não apenas dos interessados de sempre – os que trabalham com marketing – mas também dos estudiosos de redes sociais, dos sociólogos, antropólogos do virtual, dos ciberteóricos, dos especialistas em gestão do conhecimento e da informação, enfim, de todos aqueles que pressentem que há algo de novo a ser investigado, que a interação coletiva pode ser compreendida dentro de uma certa lógica, dentro de certos padrões. Coletividade
  25. 25. De acordo com Johnson, a atual fase da teoria e da pesquisa sobre a emergência é a mais revolucionária de todas. Pois, passadas a primeira fase, a da curiosidade para entender o fenômeno da auto-organização, e a segunda, na qual a questão da auto-organização tornou-se um objeto de estudo em si mesmo, atualmente nós estamos deixando de interpretar o “fenômeno da emergência” para começar a criá-lo. “Até o momento os filósofos da emergência lutaram para interpretar o mundo, mas agora estão começando a modificá-lo” (p. 16). Emergência na atualidade
  26. 26. Steven Johnson - Redes Sociais e Emergência - 01/06 https://www.youtube.com/watch?v=CSKUaTQFWlg Steven Johnson - Redes Sociais e Emergência
  27. 27. Referencias Steven Johnson no livro Emergência – a vida integrada de formigas, cérebros, cidades e softwares Rio de Janeiro, Jorge Zahar Editor, 2003, 231 p. Emergência (online) http://books.google.com.br/books?id=KFS8Qc4Fby8C&printsec=frontcover&hl=pt- BR&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false Conheça as formigas cortadeiras - Saúva https://www.youtube.com/watch?v=8ZCsq6UgKt4 Funcionamento do Algoritmo de Colônia de Formigas https://www.youtube.com/watch?v=4gVEoOpvpvs http://www.ted.com/talks/deborah_gordon_digs_ants Steven Johnson - Redes Sociais e Emergência - 01/06 https://www.youtube.com/watch?v=CSKUaTQFWlg
  28. 28. Obrigada. Fátima Melca abril/2014

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