Uma colônia de formigas marcha de forma ordenada, carregando migalhas. Uma fileira de formigas conecta rapidamente o ponto de partida e o de chegada, como se soubesse exatamente o trajeto. Doces, dezenas de vezes maiores que o corpo das formigas, desaparecem num piscar de olhos com o movimento disciplinado do enxame. No entanto, observando uma formiga sozinha, ela se move aleatoriamente, desviando-se de obstáculos de forma desajeitada, sem parecer muito inteligente. Mas, quando essas formigas se reúnem, demonstram a capacidade de coletar alimento de forma extremamente rápida, o que é algo realmente impressionante.
Formiga, uma excelente matemática
A habilidade intelectual adquirida através da cooperação ou competição entre vários indivíduos é chamada de inteligência coletiva1, e exerce um poder muito maior do que a inteligência de um único indivíduo. O estudo sobre inteligência coletiva começou quando William Morton Wheeler, entomologista americano, observou as atividades sociais das formigas. Agora, vamos conhecer como as formigas demonstram habilidades matemáticas extraordinárias.
1. Inteligência Coletiva: Nas ciências sociais, também é chamada de “inteligência coletiva” ou “inteligência colaborativa”.
O “Princípio de Fermat” afirma que a luz viaja entre dois pontos seguindo o caminho que requer o menor tempo. É fácil entender esse princípio se pensarmos em um salva-vidas que precisa escolher a rota mais rápida da praia até dentro da água para resgatar uma pessoa se afogando.
Surpreendentemente, descobriu-se que as formigas também se deslocam seguindo uma rota de menor tempo, de forma semelhante ao Princípio de Fermat. Uma equipe de pesquisa alemã colocou alimento em uma caixa com diferentes tipos de piso em alguns trechos e soltou um grupo de formigas. No início, o caminho percorrido parecia aleatório, mas, com o tempo, passou a coincidir com o trajeto previsto pelo Princípio de Fermat. Como a velocidade das formigas variava dependendo do tipo de piso, o grupo acabou otimizando a rota para chegar ao alimento no menor tempo.
As formigas deixam feromônio pelo caminho, atraindo outras. Quanto mais forte o feromônio, mais formigas são atraídas. No início, elas se movem aleatoriamente, mas, com o tempo, o trajeto mais rápido acaba recebendo mais feromônio, tornando-se o caminho preferido do grupo.
Não é que as formigas entendam o Princípio de Fermat como os humanos. Mesmo sem um estrategista ou líder inteligente, a colônia de formigas conseguiu resolver problemas complexos apenas seguindo a trilha de feromônio e regras simples e repetindo tentativas e erros para encontrar alimento. A inteligência de uma formiga sozinha pode ser limitada, mas, juntas, conseguem feitos extraordinários.
As abelhas que chegam ao melhor consenso
No fim da primavera, as colmeias ficam lotadas devido ao crescimento da colônia, e as abelhas se preparam para formar um novo enxame. Primeiro, abelhas exploradoras saem à procura de um novo local para habitar. As abelhas exploradoras que encontram um local adequado para construir a colmeia retornam ao enxame e realizam um movimento vibratório com a parte traseira do corpo. Estão, assim, recomendando o local que descobriram como uma boa opção.
Nesse momento, a abelha exploradora balança o abdômen, avança rapidamente por um curto trecho, descreve um movimento em forma de “8” e retorna ao ponto de partida, repetindo essa ação que se assemelha a uma dança. Essa dança é um meio de comunicação das abelhas, sendo a distância do primeiro movimento a distância até o local encontrado, enquanto o ângulo do “8” mostra a direção.
Outras abelhas observam a dança das abelhas exploradoras e voam para o local indicado. Se aprovarem, retornam e repetem a dança para apoiar a escolha. Abelhas exploradoras cujas sugestões não recebem apoio param de dançar. Repetindo esse processo, cada vez mais abelhas participam da decisão, até que o local com maior aprovação seja escolhido como nova residência.
O melhor arquiteto, o cupim
Na savana africana, podem ser vistas torres imponentes e de formatos bizarros, às vezes ultrapassando os três metros de altura. É difícil imaginar quem ergueu essas estruturas enormes no meio das pastagens, mas, surpreendentemente, os arquitetos dessas torres magníficas são ninguém menos que cupins. Os cupins, que têm apenas 5 milímetros de comprimento, constroem ninhos com mais de 3 metros de altura, o que é comparável aos homens construindo um arranha-céu com mais de 1.000 metros de altura. Considerando que o edifício mais alto do mundo (Burj Khalifa em Dubai) tem 830 metros, as habilidades dos cupins são realmente impressionantes.
Como pilares sólidos em forma de cone, os cupinzeiros são conectados ao exterior por numerosos túneis intricadamente entrelaçados que passam por orifícios na superfície. No subsolo, há uma enorme colônia composta por inúmeras câmaras, como salas de criação de larvas, estufas para cultivo de fungos e depósitos de alimento, todas ligadas por longos túneis.
Os cupins cultivam fungos que auxiliam na digestão, mas a compostagem utilizada para esse cultivo, junto com centenas de milhares de cupins, libera enormes quantidades de dióxido de carbono e calor. Além disso, como possuem pele delicada, necessitam de um ambiente úmido, mesmo no clima árido do deserto.
O motivo pelo qual os cupins conseguem sobreviver em um ambiente tão hostil é que o alto cupinzeiro atua como um sistema de ventilação que regula a temperatura e a umidade. O ar quente e seco sobe e escapa pela parte superior, enquanto o vento frio do exterior entra pelas aberturas inferiores, empurrando novamente o ar quente para cima. Graças à sua estrutura altamente eficiente, o cupinzeiro mantém uma temperatura constante de 27ºC e umidade de 60% independentemente do clima.
O Eastgate Shopping Center, em Harare, no Zimbábue, foi inspirado nos cupinzeiros para manter temperatura e umidade adequadas sem gastar muita energia. O resultado foi impressionante: Mesmo no auge do verão africano, o edifício se mantém confortável, com temperatura abaixo de 25ºC, sem uso de ar-condicionado, e consome apenas cerca de 10% da eletricidade utilizada por prédios de tamanho semelhantes.
É surpreendente pensar que um inseto minúsculo, com inteligência quase nula e praticamente cego, consiga construir, sem plantas arquitetônicas nem conhecimento científico, um lar ideal para sua sobrevivência. Tudo isso apenas seguindo regras simples e trabalhando em cooperação com os demais membros da colônia.
Inspirando-se na inteligência coletiva dos insetos, cientistas estão desenvolvendo sistemas formados por muitos robôs pequenos e simples que cooperam entre si, em vez de depender de um único robô altamente complexo. Essa tecnologia poderá ser aplicada, por exemplo, a nanorrobôs que se movem dentro dos vasos sanguíneos ou a robôs enviados para operações de resgate em áreas de desastre. Softwares baseados na habilidade excepcional das formigas de encontrar o caminho mais curto já estão sendo utilizados para prever e otimizar o controle de tráfego, a definição de rotas de deslocamento e os serviços de redes de comunicação.
Essas habilidades extraordinárias, produzidas por pequenos e frágeis insetos que colaboram sem a necessidade de um líder, são um verdadeiro exemplo de inteligência coletiva. Talvez isto seja uma bênção concedida pelo céu para proteger e sustentar vidas pequenas e delicadas.
“Vai ter com a formiga, ó preguiçoso, considera os seus caminhos e sê sábio. Não tendo ela chefe, nem oficial, nem comandante, no estio, prepara o seu pão, na sega, ajunta o seu mantimento.” Pv. 6:6-8
- Referência
- The Smart Swarm, Peter Miller, Deseret News Publishing Company, 2018
- Go Ho-gwan, 개미가 페르마의 원리를 안다고? (O quê? As formigas conhecem o princípio de Fermat?), Science Donga, julho de 2013
- Lee In-sik, 개미, 벌, 물고기의 ‘떼지능’이 미래 세상 바꾼다 (A inteligência de grupos de formigas, abelhas e peixes muda o futuro do mundo?), JoongWAng Sunday, 19 de maio de 2013