Schwarmintelligenz

Artikel vom 01.08.2007  —  Autor: Peter Miller
Vogelschwarm
Stachelmakrelen

Bild: David Hall Vergrößern

Eigentlich hatte ich immer geglaubt, Ameisen wüssten, was sie tun. Wenn sie in meiner Küche über das Fensterbrett marschieren, scheint klar: Die haben einen Plan. Wie sonst könnten sie Straßen anlegen, Nester mit Klimaanlage bauen und Raubzüge inszenieren? Alles falsch. Ameisen sind keine smarten kleinen Ingenieure, Architekten oder Strategen - zumindest nicht als Einzelwesen. Wenn zu entscheiden ist, was als Nächstes getan werden muss, hat die einzelne Ameise keine Ahnung. "Man braucht nur zu beobachten, wie eine allein etwas bewerkstelligen will. Sie stellt sich völlig ungeschickt an", sagt Deborah M. Gordon, eine Biologin an der Universität Stanford. Wie ist dann der große Erfolg der Ameisen zu erklären? Seit 140 Millionen Jahren bevölkern sie die Erde. Weltweit kennt man rund 12 000 Arten. Jede hat besondere Fähigkeiten. "Ameisen sind nicht clever, Ameisenkolonien schon", sagt Gordon.

Eine Kolonie findet Problemlösungen, die für einzelne Ameisen undenkbar wären. Die Kolonie nutzt den kürzesten Weg zur besten Futterquelle, verteilt Aufgaben an die Arbeiterinnen, verteidigt das Revier. Als Individuen sind Ameisen hilflos, aber als Kolonie reagieren sie schnell und effizient auf ihre Umwelt. Die Fähigkeit dazu nennt man kollektive Intelligenz oder Schwarmintelligenz.
Auf dieser Grundlage entwickelte der Informatiker Marco Dorigo von der Freien Universität Brüssel schon 1991 erste mathematische Verfahren zur Lösung komplizierter Probleme der Menschen: die Routenplanung für Lastwagen etwa, die Flugpläne der Fluggesellschaften oder die Steuerung militärischer Roboter. Auch Forschern in München dienten Ameisen als Vorbild, um ein Modell zu entwerfen, mit dem Pakete öfter pünktlich ankommen.

Gnus

Bild: Winfried Wisniewski/Foto Natura Vergrößern

Thomas Runkler, ein Neuroinformatiker der Firma Siemens, fragte: "Wie lässt sich verhindern, dass eine Lieferung zu spät kommt, wenn die Transportkette gestört ist" - Alltag auf vielen Autobahnen - "oder wenn ein Einzelteil verspätet geliefert wird?" Wenn das eintritt, ordnet das Insektenprogramm alle Aufträge neu. Was dann passiert, zeigt sich, wenn man einmal selber im Wald mit einem Ast eine Ameisenstraße zerstört. Zunächst bricht Chaos aus, und alle rasen durcheinander. Doch bald markieren Duftmarken auf viel begangenen Strecken erneut den schnellsten Weg, und der Schwarm findet die effektivste Route. Genauso ordnet der Computer dezentral beschaffte Einzelteile einer anstehenden Produktion optimal den Aufträgen zu.
Auch von Bienenschwärmen kann der Mensch lernen. Auf einer Insel vor der Südostküste des US-Bundesstaats Maine erforscht der Biologe Thomas Seeley die verblüffende Fähigkeit der Honigbienen, richtige Entscheidungen zu treffen. Bis zu 50 000 Bienen leben in einem Stock, und sie haben Methoden entwickelt, Meinungsverschiedenheiten beizulegen und das Beste für die Allgemeinheit zu finden. Fähigkeiten, die auch Menschen in Kirchenvorständen und Stadträten helfen könnten, in zähen Debatten zur besten Lösung zu kommen. "Ich habe das bei unseren Fakultätssitzungen angewandt", erzählt Seeley.

Miniroboter

Bild: Mark Thiessen Vergrößern

Er wollte weg davon, dass alle mit einer vorgefassten Meinung kommen, nur hören, was sie hören wollen, und andere zur Zustimmung drängen. Er bittet nun seine Mitarbeiter, alle Möglichkeiten zu benennen, eine Zeit lang mit allen Ideen zu spielen - und dann geheim abzustimmen. "Genauso macht es der Bienenschwarm", sagt er. "Die Gruppe nimmt sich die Zeit, alle Einfälle zu diskutieren, und am Ende setzt sich die beste Idee durch."
Das ist das Reizvolle an der Schwarmintelligenz: Egal, ob bei Ameisen, Bienen, Tauben oder Karibus, immer addieren sich Aspekte individuellen Verhaltens in der Gruppe - dezentrale Lenkung, Reaktion auf Nachbarn, einfache Regeln - zu einer smarten Strategie, die hilft, komplexe Situationen zu bewältigen. Manche gesellschaftlichen und politischen Gruppen nutzen bereits eine Art Schwarmtaktik.

Ein Beispiel sind die Massendemonstrationen von Globalisierungsgegnern. Zu beobachten im Juni 2007 in Deutschland, im Umfeld des sogenannten G-8-Gipfels: Vor allem die gewaltbereiten Randalierer informierten sich per Handy kontinuierlich gegenseitig über die Bewegungen der Polizei. Eine früher eher unkoordiniert handelnde Masse wurde zu einem "schlauen Schwarm", der sich bei Vorstößen der Polizei immer wieder aufteilte und an anderer Stelle neu zusammenfand.


(NG, Heft 8 / 2007)
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