Oda a las hormigas, musas de los algoritmos

La importancia de la aportación de las hormigas a las ciencias de la computación es inversamente proporcional a la insignificancia de estos insectos. El investigador italiano Marco Dorigo empezó a darse cuenta en 1992 y bautizó el fenómeno como "el sistema de las hormigas". Todos lo hemos visto en acción, cuando se nos olvida algo de comida en la encimera y los condenados bichitos no solo lo encuentran, sino que conducen al festín al resto del hormiguero. En la cocina son un problema. En informática, la solución.

El hecho es que además de encontrar la comida, estos himenópteros se aseguran de atraer al resto de sus congéneres por el camino más corto. La clave son las feromonas que dejan a su paso: el tiempo de recorrido es más largo allí donde el rastro es más leve, por lo que las hormigas descartan poco a poco las rutas más extensas para optar por aquellas donde las feromonas son más fácilmente detectables.

Por cierto, si ver una de estas columnas hormigueantes atravesar el suelo de tu casa no te parece suficientemente espectacular, procura estar sentado cuando veas el próximo GIF. Las hormigas legionarias son capaces de hacer lo mismo, pero en vertical.

• Solo el principio

Con tan formidables musas, el resultado de las investigaciones de Dorigo se consolidó en lo que hoy conocemos como algoritmos de optimización de colonia de hormigas. Los modelos resultantes se utilizan para solucionar problemas de optimización y control distribuido y tienen aplicaciones por tierra, mar y aire: diseño de rutas para vehículos, planificación de aterrizajes de aviones, detección de bordes en imágenes, minería de datos, trazado de trayectorias seguras para barcos e incluso análisis de largas secuencias de ADN. Y todo inspirado en la coordinación de las hormigas en sus rutas de recolección.

Pero la gran aportación de los diminutos insectos no acaba aquí, y Dorigo se encargó de hacerles justicia en un libro sobre el tema. Sus métodos de clasificación de crías, que consisten en compactar los huevos y larvas más pequeños en el centro y los mayores en el exterior, han acabado aplicados en sistemas robóticos capaces de construir clusters de objetos sin necesidad de un control centralizado.

La división de trabajo de las colonias, con trabajadores que se especializan en tareas concretas pero mantienen la flexibilidad necesaria para adaptarse a otras, ha sido clave en problemas de distribución de recursos en entornos cambiantes. Hasta su manera de transportar entre todas una abeja, que es para sus dimensiones lo que para las nuestras, un coche, ha encontrado aplicaciones más allá del hormiguero. Los problemas de transporte cooperativo, donde varios robots deben, por ejemplo, empujar o tirar de una caja hasta un destino concreto pueden abordarse desde este punto de vista.

¿Cuántas sorpresas alberga el cerebro de una hormiga? Sabe dios. Por lo pronto, parece que les cabe hasta un podómetro. En 2009, el investigador Mathias Whittlinger demostró que las hormigas del desierto tienen su propio sistema para trazar sus rutas de regreso, puesto que las feromonas no son tan persistentes en terrenos arenosos. La propuesta de Whittlinger es que saben contar.

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