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物流和领导力:蚂蚁的智慧

蚂蚁可能是常见的昆虫,但它们有一些独特的才能。有超过10000种类的蚂蚁,其中有属于膜翅目的,其中有包括黄蜂和蜜蜂。蚂蚁是群居动物,通常生活在地面土堆,地下或在树上筑巢以社区结构生活。

木蚁在木头里筑巢,可以破坏建筑物; 一些种类如军蚁,没有永久固定的家园,总是在迁移期间为他们的庞大群体觅食。

蚂蚁社区是由一名女王或王后们来领导,其作用是产下成千上万的蛋卵,以确保群体的生存及繁衍。工蚁是雌性,无翅,从不生产,但负责搜索食物,照顾王后的后代,在巢区工作和保护社区。

雄蚁往往有一个角色,与王后交配,之后他们通常死亡。蚂蚁用化学物质进行交流与合作,可以让同类警惕危险或提醒其他的食物来源。蚂蚁通常吃花蜜,种子或昆虫,但军蚁可以捕食爬行动物,鸟类和小型哺乳动物。

一只蚂蚁靠他自己不能做很多,但作为一个整体,整个群体解决复杂的问题,就如同建筑一个复杂的巢一样,要维护它,并用食物填充它。

计算机科学家和游戏创作者已在人工智能领域搜索了几十年,而基于蚂蚁行为的人工智能是有一份令人惊讶的成功。

Marco Dorigo是一位在布鲁塞尔自由大学的研究人员,并是知名的群体智能领域的奠基人之一。蚂蚁的行为引起了像Marco Dorigo之类人的兴趣。

Dorigo博士很感兴趣的是,蚂蚁能够在食物源与其巢之间找寻出最可能短的路径,而这类似于经典的计算难题,旅行销售员的问题

给定一张城市的名单和他们之间的距离,销售员必须找到最短的路线以访问每个城市一次,而随着城市数量的增加,最短路线的决定也变得更为复杂。而试图解决此问题的计算机将会花费更长的时间及更多的处理能力。

销售员的问题很有趣,因为许多其他复杂问题,如硅芯片的设计和装配DNA的序列,都可以归结为它的一个修改版本。

蚂蚁的解决办法是使用名为信息素的化学物。当蚂蚁找到食物,她就把它带回巢,并留下了信息素径,将吸引其他蚂蚁来。越多的蚂蚁来遵循此路径,那么此路径就会变得越强有吸引力。该信息素蒸发得很快,一旦所有的食物被收集完,那么此路径也就变冷消失。

蒸发的速度使得短径比长径更有吸引力,而信息素则扩大了单蚂蚁有限的智能,变成了更强有力的智能。
1992年,Dorigo博士和他的团队开始发展蚁群优化(ACO)的算法,该算法,是通过模拟一个地区流浪蚂蚁群体和放下信息素从而寻找对一个问题的解决办法。蚂蚁在解决交通,推销员式的问题方面很出色,已经成长为一种应用到许多实际问题的算法,而最为成功的是在物流方面。

瑞士连锁超市Migros和意大利面食生产商百味来,都在从中央仓库到本地零售商日常交货的管理中使用蚂蚁途径原则,从蚁群优化的原则中发展了一个程序。每天早晨,软件根据一天的变量计算出最佳路线和交付的序列。它只需要15分钟就可以制定出1200辆货车的送货计划。

蚂蚁般的算法也被应用到通信网络中的信息路由的路线。 Dorigo博士和他的同事,詹尼迪卡罗,相继开发蚂蚁网络,这是一种路由协议,使得信息从节点间跳包,留下了信号跟踪路线的’质量’,因为他们这样做,其他数据包可以嗅探到创立的途径并作出相应的选择。

实施这些路由协议的成本可以很昂贵而让大公司望而却步,但蚂蚁路由对于一些移动网络,如由武装部队和民防机构使用的网络则是十分有吸引力的。

全球的电信公司,英国电信公司多年来一直研究蚂蚁从而试图阻止对于繁忙的电话网络的干扰,此技术利用蚂蚁的自我组织技巧,摒弃了单一的涵盖范围广泛的对整个系统的控制。

Fabrice Saffre,是在英国电信公司令人印象深刻的名为普及信息通信技术研究中心的首席研究员,表示道:“通过自我组织,你可以按很简单的规则管理共同完成一个更大的目标的个体们。其简单性可以使得计算量更小,使得在网络上更容易。

Saffre说:“这是一个非常经济的解决方案,尤其是对于充满活力的问题。你可以做的任何事都只是自我组织,基本上是一顿免费的午餐。“
英国电信公司的胚胎是一个生物激励计划,让服务器之间的自我组织行为。由于服务器之间分配任务,每个服务器分析其负载,如果它收到许多用户申请同一个任务,那它会在网络中发送一个消息给它的近邻们,以发现他们是否具有此申请。

如果这些近邻们没有此申请,那他们也会联络他们最近的邻居等。当发现了一个具备此应用程序的服务器,那么这个任务会被重新分配。每个服务器独立平衡负载并只与它直接相连的服务器沟通,而不是与整个网络沟通。

网络上的整体效果是’负载平衡’,一个公平和有效的制度是比一个严格的控制系统具有更高效率,以及对于处理失败有更加强大的故障。如果你有一个严格的控制系统,依赖于一个固定的甚至是均匀的整个网络的任务分配,那么如果任何网络中的任何一部分丢失,都将导致整个网络的崩溃。

Dorigo博士也在努力制作一些可以行动并思考的机器人。一群小型及廉价的机器人群能够通过合作,从而可以取得单独的大而昂贵的机器人同样的结果,并具有更大的灵活性和强壮性;而且,如果一个机器人衰退,那么整个群体仍可继续进行。

眼机器人可以环顾四周,寻找有趣的东西,足机器人可以把手机器人带到一定的位置,而手机器人可以拿起感兴趣的东西,然后他们都跑回家。他们可被用于侦察和救援,也许被用于在火灾中定位和拯救幸存者。

Ndubuisi Ekekwe是非洲的科技机构的创始人,他希望建立一个网络化的数码图书馆,可以存储从非洲各大学来的论文。直到他开始在工作中研究一群蚂蚁的行为,他这个想法中的疑问才得以找到答案。

蚂蚁不断地重新组织他们,并运送比他们身体超过30倍大小的食物。Ndubuisi Ekekwe决定从蚂蚁的行为中学习。他们以团队一起工作,他们相互信任,并是公开的合作伙伴,勤奋,重点突出。

Ndubuisi Ekekwe决定摒弃了只有他独立工作才能保证质量的想法,而组建了他的项目团队,把专业人士团结在一起,按每人的才能安排任务。该小组将继续工作,即使缓慢地工作,并对重点工作设置期限。如果任务不能完成,Ndubuisi Ekekwe也将愿意开放思路,启用一些新的想法。

该项目是一个成功,Ekekwe说:“蚂蚁可以教给我们很多东西,有关规划,军事战略和业务管理。他们一起以团队形式做决定,并且互相依赖才能生存。“

对于企业的拥有者,在这里可以学到几点关键的经验。通过参与并信任组织中的每个人,你可以取得更大的成功。领导者千万不要以为只有他们才能完成销售,安装产品和微调设计。他们应该给别人寻求成功或者失败,及总是寻求帮助的机会。
一个团队领导者应该与团队共享一个项目的进度,当人们知道他们所面临的情况,他们便能拿出适当的解决办法,你永远不知道谁可能有信息或网络以推动未来的增长机会。 Ekekwe说:“有一句古话:山不是靠大象建成的,而是被拒绝的小蚂蚁的集体努力而建成的。”

人类在选择之间比较,从而导致非理性决策,而个体蚂蚁通常只知道一个选择,而这个选择防止他们做出潜在的误导性比较。 他们的‘群众智慧’,本质上是团队合作,而这是可以防止独立工作时,个体容易犯错误的关键。

Nigel Phillips

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