Schwarmverhalten in der Informatik

Nutzen von Schwarmverhalten in Alogrithmen zur Lösung von Problemen in der Informatik

Was ist eigentlich ein Schwarm?

Tatsächlich gibt es gar keine einheitliche Definition von Schwärmen. Schwärme definieren sich über ihr Verhalten. Die allgemeinste Definition dafür habe ich auf Wikipedia gefunden:

„Der Begriff Schwarmverhalten bezeichnet das Verhalten von Fischen, Vögeln, Insekten und anderen Tieren, sich zu Aggregationen von Individuen – meist gleicher Art und Größe – zusammenzuschließen.“ - http://de.wikipedia.org/wiki/Schwarmverhalten

Doch auch diese Definition ist relativ ungenau, denn Aggregation bedeutet lediglich: Ansammlung von Lebewesen ohne soziale Bindung. Der Punkt: „meist gleicher Art und Größe“ ist sehr fragwürdig, denn es gibt Zweckgemeinschaften im Tierreich, zum Beispiel unter Fledermäusen, bei denen sich Tiere unterschiedlicher Spezien zusammen tun. Ob man nun solche Zweckgemeinschaften zu den Schwärmen hinzuzählen kann ist umstritten, aber für diese Arbeit auch nicht von Bedeutung.
Wir kennen Schwärme als Fisch Vogel und Bienenschwärme
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Ein Fischschwarm im Roten Meer (Quelle: www.tauchbasisdelphin.com)Ein Fischschwarm aus dem roten Meer

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vogelschwarm über einem Feld in Deutschland (Quelle: Wikipedia)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Doch selbst Schafe lassen sich theoretisch als Schwarm einordnen nur bezeichnet man größere Gruppen von Landsäugetiere nicht als Schwarm sondern als Herde.

Allgemein bezeichnet man einen Schwarm als einen Zusammenschluss von Tieren in großer Zahl, ohne soziale Bindung oder Hierarchie. Dies schließt Arten aus, die unter sozialen Aspekten zusammen leben; dies sind zum Beispiel Affen oder Löwen.
Der wohl wichtigste und bemerkenswerteste Punkt des Schwarmes ist die fehlende Hierarchie. Ein Schwarm besitzt keinen Anführer.Jedes Mitglied des Schwarmes ist absolut gleichrangig. Man spricht auch von einem dezentralisierten System. Der Zusammenschluss kann aus verschiedenen Gründen geschehen. Dies können Gründe der Verteidigung sein. Dies ist z.B. der Fall bei den Fischen, die - um größer zu wirken - in ungeheurer Zahl in geschlossener Formation schwimmen. Ein weiterer Grund ist die erhöhte Erfolgschance bei der Jagd; so schließen sich z.B. Baracudahaie zusammen um ihrer Beute weniger Möglichkeiten zur Flucht zu lassen.

Der jedoch für diese Arbeit interessante Grund ist die Bildung von „kollektiver Intelligenz“. Man spricht von kollektiver Intelligenz, wenn Lebewesen, die als Individuen in ihren Fähigkeiten extrem stark begrenzt sind, wie auch die Ameise, in einer Gruppe oder einem Schwarm komplexere Aufgaben lösen können. Wie Schwärme es schaffen, geschlossen „intelligent“ zu handeln, werde ich im nächsten Teil dieser Arbeit behandeln.

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