شاهین شایان آرانی
1 یادداشت منتشر شدهسیستم های پیچیده انطباق پذیر و خرد جمعی
هرگاه تعداد زیادی از اجزاء به هم وابسته(Dependent) و همبسته(Correlated) از طریق ارتباطات متنوع، غیرخطی و چندوجهی در جهت نیل به یک هدف عمل نمایند، رفتار سیستم پیچیده(Complex System) حاصل خواهد گردید. این رفتار شبکه‌ای زمانی انطباق پذیر (Adaptive) تلقی می‌گردد که اجزاء یا اعضاء سیستم در یک بازه‌ای توان عکس‌العمل، تصمیم‌گیری و استقلال عمل داشته باشند. در این سیستم‌ها تعدد ارتباطات پیش‌خوری(Feed-back) و پس‌خوری(Feed-forward) بین اعضا بسیار زیاد است. این اعضا می‌توانند از سلول‌ها در یک عضو بدن، نرون ها در مغز، اعضا خانواده, کارکنان یک شرکت, کنش گران بازارهای مالی، تجار در جوامع مختلف و کشورها و یا در سطح بین‌المللی تشکیل گردند که از طریق همراهی, همکاری و ارتباطات متقابل متعدد شبکه‌ای، ایجاد هم‌افزایی و به‌صورت هماهنگ عمل نمایند. این سیستم‌ها در هنگام مواجه‌شدن با شوک و یا تحریک از محیط بیرون، به‌راحتی قدرت جذب، انطباق و حرکت به سمت تعادل جدید را دارا می‌باشند. نظام‌های ساده این توانایی را نداشته و اکثراً در صورت دریافت شوک و یا تحریک از محیط بیرون با چالش و شکنندگی ساختاری مواجه شده و اکثراً غیرفعال می‌گردند. یکی از ویژگی‌های نظام‌های پیچیده انطباق پذیر توان هماهنگی و هم‌زمانی رفتاری(Synchronicity) بین اجزاء پس از مواجه‌شدن با شوک و تغییر می‌باشد. این پدیده به دلیل همبستگی، ارتباطات متنوع و چندبعدی اجزاء باهم رخ می‌دهد. همین پدیده یکی از دلایل افزایش تاب پذیری(Resiliency) و انعطاف(Flexibility) بالای این نظام‌ها در مقابل تغییرات است. این‌گونه سیستم‌ها دارای رفتارهایی بوده که از طریق تحلیل رفتار اجزاء قابل‌درک و پیش‌بینی نمی‌باشند. رفتار این‌گونه سیستم‌ها باید به‌صورت جامع نگرانه تحلیل گردند. ویژگی‌های سیستم‌های پیچیده انطباق پذیر عبارت‌اند از:
- تاب، انعطاف و انطباق‌پذیری و تغییر رفتار سیستم متناسب با محیط بیرونی
- هوشمندی توأم با حافظه و عکس‌العمل جامع نگرانه نسبت به شوک‌های محیطی
- ارتباطات چندوجهی، رفتار غیرخطی و متقابل اعضاء با یکدیگر
- خود انتظامی دائمی نسبت به تغییرات محیطی
- حفظ تعادل سیستم به‌صورت پویا
نمونه‌هایی از سیستم‌های پیچیده و انطباق پذیر عبارتنداز:
- نظام کاربران اینترنت در سطح بین‌المللی
- رفتار زنبورها در کندوها
- بازیکنان در یک مسابقه فوتبال
- مجموعه حرکت ماشین‌ها در ترافیک سنگین در یک شهر بزرگ
- رفتار تعداد زیادی از پرندگان، حشرات و ماهیان در هنگام حرکت‌های گروهی یاSwarm Behavior
حرکت گروهی اکثر موجودات زنده از قبیل گله حیوانات، ماهیان، حشرات و پرندگان از ویژگی‌های بارز و ساده درک رفتار سیستم‌های پیچیده انطباق پذیر می‌باشد که دربرگیرنده رفتار خرد جمعی یاSwarm Intelligence می‌گردد.
خرد جمعی، زمانی رخ می‌دهد که هر یک از اجزاء یا اعضاء در یک سیستم پیچیده در بازه محدودی طبق دستورالعملی (الگوریتمی) ساده بدون کنترل مرکزی، توان عکس‌العمل، تصمیم‌گیری و استقلال عمل داشته باشند. در یک چنین حالتی سیستم دارای خرد جمعی گردیده که از طریق رفتاری کل نگرانه قابل‌مشاهده خواهد بود. این رفتار گروهی هوشمند، هماهنگ، منعطف، تاب پذیر درعین‌حال دارای تعادلی پایدار و پویا، توام با تغییرات می‌گردد. نمونه بارز این رفتار درحرکت پرندگان در هنگام کوچ از نقطه‌ای به نقطه‌ای دیگر مشاهده می‌گردد. هر پرنده از طریق دنباله‌روی از یک الگوریتم ساده (به‌عنوان‌مثال حفظ فاصله معین با پرنده دست راست، دست چپ و جلو) در قالب یک رفتار گروهی و هوشمند عمل خواهد نمود. همین پدیده را درحرکت جمعی ماهیان در دریا می‌بینیم.
به دلیل بروز رفتارهای نوظهور در این سیستم‌ها، از این پدیده در حل مسائل پیچیده ریاضی و مدیریتی در قالب استفاده از الگوریتم‌های ساده ولی متعدد و به هم‌پیوسته استفاده می‌گردد. مطالعات نشان داده است که استفاده از رفتار خرد جمعی، منجر به بروز ابتکارات، خلاقیت‌ها و نوآوری‌های متعددی در رفتار گروهی گردیده که نتایج مدنظر یک سیستم را تا حد ۴۰%بهبود بخشیده است.
برای نیل به اهداف در یک سیستم پیچیده، خرد جمعی حاصله از یک سری دستورالعمل‌های ساده بین اجزا یا اعضاء با توان تصمیم‌گیری محدود (به‌صورت تعریف شده)، می‌تواند رفتارهای نوظهور، خلاقانه با پویایی بالا در جهت ایجاد ثبات، افزایش تاب پذیری (Resiliency)، انعطاف رفتاری(Flexibility)، تداوم فعالیت، بقا، از طریق هماهنگی و هم‌زمانی رفتاری (Synchronicity) بین اجزاء پس از مواجه‌شدن با شوک و تغییر را به وجود آورد. ویژگی دستورالعمل ها و یا الگوریتم های طراحی‌شده حاکم بر رفتار اجزا یا اعضاء، راز ایجاد هم‌افزایی، ثبات و بقای این سیستم‌ها خواهد بود. در صورت عدم طراحی صحیح این الگوریتم ها و یا دستورالعمل ها، احتمال شکست، بی‌ثباتی و انقراض سیستم افزایش خواهد یافت.