Simulação da construção dos ninhos das térmitas Diva Sousa n.º 28294

Estrutura da Apresentação Construção dos ninhos; Stigmergia; Programming with Stigmergy; The Sandkings; Conclusão.

Construção dos ninhos Térmitas = Grandes Engenheiros  As pilhas de lama notáveis que constroem, estão preparadas para que controlem e regulem os ambientes internos das suas casas; As térmitas usam feromonas para construir os seus ninhos de arquitecturas complexas; Stigmergia: mecanismo importante para a construção dos ninhos de insectos sociais.

Monte – Órgão Respiratório O calor e o vapor de água gerados pelo metabolismo do ninho, dá ‘leveza’ ao ar do ninho, elevando-o na chaminé. Esta força dirige o ar gasto do ninho para baixo através das canalizações de superfície, onde há uma troca do vapor de água e do calor com a atmosfera. O ar renovado ‘afunda-se’ então para a adega, posicionada para começar um outro circuito através do monte.

Stigmergia Coordenação de actividades através do ambiente; Método de comunicação em sistemas emergentes: As partes individuais do sistema comunicam-se umas com as outras pela modificação do ambiente local. 2 tipos de Stigmergia: Quantitativa ou contínua: diferentes estímulos provocam comportamentos quantitativamente diferentes; Qualitativa ou discreta: os estímulos podem ser classificados em classes diferentes que diferem qualitativamente.

Programming with Stigmergy: Using Swarms for Construction Trabalho baseado nas construções feitas pelas térmitas; Sistema que especifica a actividade de um enxame: Os enxames são homogéneos e compostos por simples perdas de memória de modo que, só percebem o seu ambiente imediato; A actividade do enxame é coordenada por concentrações, virtuais, de feromonas; As regras para as reacções dos agentes, podem ser projectadas de modo a produzir enxames que construam estruturas complexas.

Stigmergic programming Enxames são compostos por agentes idênticos e sem estado, que se movem aleatoriamente; Constroem estruturas movendo tijolos (inicialmente movem-nos de forma dispersa e aleatória), coordenando as actividades através das feromonas;

Stigmergic programming (Cont.) As reacções dos agentes são determinadas por regras: Se um agente detectar certos níveis de feromonas na sua área, faz uma determinada acção. O nível de feromonas pode activar ou desactivar uma regra. A pré-condição de uma regra consiste na conjunção de faixas aceitáveis da intensidade das feromonas;

The Sandkings Secção transversal de um monte: disposição de redes do túnel, o ninho, e outras estruturas; Rede: túnel do monte de um ninho

TERMES O projecto TERMES (Termite Emulation of Regulatory Mound Environments by Simulation); Objectivo: desenvolver uma melhor compreensão da estrutura e da função homeostática dos montes das térmitas; Copia a estrutura interna dos ninhos (casas das térmitas ), de modo a que o ser humano possa construir as suas casas da mesma maneira.

TERMES (Cont.) Variáveis de entrada: propriedades físicas do material do monte e da sua permeabilidade aos gases respiratórios; condições ambientais dentro e fora do monte e do ninho; quantificação da geração cumulativa (tipicamente de 1 milhão térmitas num monte maduro) dos gases respiratórios e do vapor de água exalado, através da actividade física, que adicionam poder de flutuação aos gases conhecidos por dirigir a homeostase (propriedade de um sistema aberto de regular o seu ambiente interno de modo a manter uma condição estável) dentro da estrutura.

Conclusões As estruturas do monte podem manter os mesmos níveis de conforto que os nossos, até ao ponto em que o sistema pode responder a mudanças externas tão eficazmente quanto aquelas encontradas dentro dos nossos próprios corpos; A stigmergia é um mecanismo importante para a construção dos ninhos dos insectos sociais; Termes - obter equilíbrio: Temperatura, humidade e níveis de O2 e CO2 dentro do ninho permanecem dentro dos valores predefinidos; Limitar os factores climáticos externos tais como temperatura, precipitação e velocidade do vento.

Referências Bibliográficas http://www.sandkings.co.uk/ Programming with Stigmergy: Using Swarms for Construction, Zachary Mason, in Articial Life VIII, Standish, Abbass, Bedau (eds)(MIT Press) 2002. pp 371-374 Swarm Intelligence, cap 6 [livro]