Zelfbouwende netwerken gebaseerd op gedrag van mieren

Technology Research News maakt melding van een zelfbouwend netwerk, dat gebaseerd is op de communicatiemethode van bijvoorbeeld mieren en bacteriën. Wetenschappers van de Humboldt University in Duitsland kwamen tot de ontdekking dat het achterlaten van sporen, zoals mieren dat doen, ook werkt voor autonome stukken computercode. Deze techniek is onder andere bruikbaar voor het maken van zelfbouwende netwerken, groepen samenwerkende robotten en zelfs de behandeling van kanker.

Om de sociale structuur van een mierengemeenschap na te bootsen, maken de wetenschappers gebruik van een simulatie met agents, die willekeurig over een rooster met niet aangesloten nodes bewegen. In plaats van een hiërarchische netwerkstructuur te gebruiken, vinden de agents de nodes en maken verbindingen, allemaal uit zichzelf. Wanneer een agent op een node stuit, begint de agent met het aanmaken van een gesimuleerd chemisch spoor, dat langzaam in sterkte afneemt. Andere agenten voelen zich aangetrokken tot dit spoor en maken aansluiting. We zien het idee van chemische sporen en aantrekking precies terug in de natuur.

Het gebruikte model bevat twee soorten nodes, rode en blauwe. Elke agent begint zijn reis met een groene kleur, legt dan nog geen sporen en zwerft willekeurig rond over het rooster. Als een agent op een blauwe node stuit, neemt hij dezelfde kleur aan en begint met het leggen van een blauw spoor. Blauwe sporen trekken rode agenten aan. Dit werkt natuurlijk ook anders: een groene agent wordt rood, legt een rood spoor en trekt blauwe agenten aan. Na verloop van tijd zie je dat alle groene agenten zijn veranderd in rode of blauwe, die rond bewegen tussen de nodes zoals dat ook in een netwerk zou gebeuren. Deze methode lost de twee basisproblemen van een zelfbouwend netwerk op: het ontdekken van en verbindingen leggen tussen de nodes.

Groot voordeel van deze netwerkopbouw is de snelle oplossing van fouten en storingen. Wanneer de positie van de nodes verandert, verandert de route van de agenten ook. Wanneer een verbinding verbroken is, wordt deze snel hersteld. De gebruikte techniek is vooral belangrijk, omdat zij voor het eerst het gebruik van agents in de kijker brengt. Hoewel de mogelijkheden van een zelfbouwend netwerk al vaker zijn onderzocht, is dit een nieuwe ontwikkeling:

The researchers' model is interesting and may provoke useful insights for those who run networks, said Vicsek. The current model is too complicated to be widely applied, however, he said.

There have been previous attempts to design network models that change their structures as a function of time depending on various parameters of the network, said Vicsek. The researchers' work is different because they introduce agents into the picture, which is a nice touch, he said. "This is a direction which is worth developing further," he said.