Internet e formigas usam o mesmo algoritmo para transmitir dados
Por Gustavo Minari | Editado por Douglas Ciriaco | 08 de Março de 2022 às 14h32
Pesquisadores do Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL), nos EUA, descobriram que os algoritmos de ajuste — processo de controle de feedback com o qual a internet otimiza o tráfego de dados — também são usados por vários sistemas naturais para detectar e estabilizar comportamentos, incluindo células, neurônios e colônias de formigas.
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Esses algoritmos de controle normalmente gastam recursos significativos para identificar e equilibrar constantemente uma variável contínua de interesse, como a velocidade de um veículo para implementar o controle de cruzeiro ou a temperatura corporal para manter um organismo funcionando.
“Os engenheiros da Internet roteiam dados ao redor do mundo em pequenos pacotes análogos às formigas. O objetivo deste trabalho foi reunir ideias de aprendizagem de máquina e design e relacioná-los com a maneira como as colônias desses insetos se alimentam”, explica o professor Saket Navlakha, coautor do estudo.
Algoritmo do formigueiro
Segundo os pesquisadores, o mesmo algoritmo usado por desenvolvedores de internet se aplica às formigas quando estão procurando comida. Em um primeiro momento, a colônia envia um indivíduo em busca de alimento. Quando retorna, ele fornece informações se teve sucesso ou não. A partir daí, o grupo decide se vai mandar mais formigas para executar a tarefa.
Porém, se ao enviar mais indivíduos a maioria não retorna, em vez de reduzir o número de formigas de maneira gradual, a colônia diminui essa quantidade drasticamente, evitando que todo o grupo tenha mais baixas significativas e interrompa o fluxo de alimentos dentro do formigueiro.
“Em outras palavras, o número de formigas aumenta lentamente quando os sinais são positivos, mas diminui drasticamente quando a informação é negativa. Esse sistema permanece funcionando mesmo quando as formigas se perdem, algo parecido com o que ocorre no algoritmo de aumento-aditivo e diminuição-multiplicativa usado na internet”, acrescenta Navlakha.
Evitando ataques
Para os pesquisadores, o algoritmo encontrado no formigueiro pode inspirar novas maneiras de proteger sistemas de computadores contra ataques de cibercriminosos. Ao imitar a natureza, os engenheiros poderiam resistir a uma série de tentativas de invasão, reduzindo ou aumentando a quantidade de dados conforme a ameaça se propaga.
Além disso, essas soluções naturais de engenharia também poderiam ser utilizadas no aprimoramento de abordagens alternativas para entender melhor os processos de regulação genética ou aperfeiçoar o controle de feedback imunológico, usado no desenvolvimento de vacinas mais eficientes.
“A natureza demonstrou ser incrivelmente robusta em muitos aspectos, respondendo a ambientes em transformação. Na segurança cibernética, descobrimos que muitos de nossos sistemas podem ser adulterados ou quebrados, por isso é essencial observar como dispositivos naturais sobrevivem a desastres, mudanças evolutivas e humanas para melhorar nossa capacidade de transmitir informação”, encerra o professor Saket Navlakha.