¿Puede un hongo diseñar un mapa ferroviario?

• Nerea Luis muestra cómo naturaleza y tecnología se entrelazan para crear algoritmos y soluciones de nuestro día a día

Tecnología con Nerea Luis - Algoritmo de colonia de hormigas

¿Puede un hongo diseñar un mapa ferroviario? La respuesta es sí. La naturaleza y la tecnología están íntimamente unidas y un claro ejemplo de ello es el del hongo P. Polycephalum u ‘hongo de muchas cabezas’.

El hongo P. Polycephalum utiliza sus tentáculos para trazar un camino hacia la comida, según demostró un grupo de investigadores japoneses en 2010. ¿Cómo lo hicieron? Los investigadores dejaron 36 copos de avena sobre una superficie húmeda, en la que cada copo representaba una parada de tren en torno a la ciudad de Tokio. En veintiséis horas el hongo reprodujo casi al detalle el sistema ferroviario de Tokio por aquel entonces.

Como explica Nerea Luis en la sección de tecnología de Órbita Laika -programa disponible en RTVE Play-, los científicos comprobaron que el hongo exploraba muchos de los posibles caminos y se quedaba con los que optimizaban la distancia total para conectar todos los copos.

El 'hongo de muchas cabezas' usa sus tentáculos para encontrar el camino óptimo. RTVE

Es decir, el P. polycephalum no sólo buscaba la comida sino que lo hacía de manera eficiente, aprovechando los recursos, por lo que los investigadores crearon posteriormente un programa informático inspirado en su comportamiento.

Algoritmo de colonia de hormiga

También las hormigas han dado lugar a algoritmos bioinspirados, de hecho, a toda una familia de ellos, los llamados algoritmos de colonia de hormigas.

“Un algoritmo bioinspirado es aquel que emula un comportamiento biológico para la resolución de un problema“

Un algoritmo de colonia de hormigas es un método computacional que se inspira en el comportamiento de las hormigas cuando buscan el camino más corto entre su colonia y una fuente de alimento.

Las hormigas depositan feromonas, sustancias químicas que otras hormigas pueden detectar, para marcar la ruta cuando encuentran comida. Esta ruta se refuerza a medida que más hormigas la siguen, lo que significa que es más probable que las hormigas posteriores sigan el mismo camino. Y ese es el comportamiento que imitan los algoritmos de colonia de hormigas.

La naturaleza y la tecnología se entrelazan para crear algoritmos bioinspirados. RTVE

Las "hormigas" en el algoritmo representan soluciones individuales y la cantidad de "feromonas" que depositan en una solución es proporcional a la calidad de esa solución.

Nuevos caminos

A veces, las hormigas exploran nuevos caminos si, por ejemplo, empieza a escasear la comida o se acaba, lo que permite al algoritmo evitar quedarse atascado en soluciones locales subóptimas.

“El primer algoritmo de colonia de hormiga se desarrolló en 1996 “

Esto es esencial para la capacidad del algoritmo de encontrar rápidamente soluciones en espacios grandes. Los algoritmos de colonia de hormigas han demostrado ser eficaces en una variedad de problemas de optimización, incluyendo la planificación de rutas, la programación de tareas, y el diseño de redes.

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