Sexta-feira, final de tarde e com chuva. Marginal do Tietê parada, caras de poucos amigos
pra todos os lados. Mais à frente uma carreta quebrada estrangulando a passagem para um tráfego tão difícil. Carros da faixa obstruída precisam mudar de faixa para continuarem, mas quem abre espaço? O motorista passa pela carreta avariada, diminui e dá uma olhadinha.
É o caos. Hora e meia pra cruzar pouco mais de uma dezena de quilômetros.
Chego em casa e ligo a TV. Logo algum canal mostra imagens de helicóptero, exibindo a longa e lenta corrente sobre a pista.
Espere um instante. Eu já vi isso em algum outro lugar. Será que aquilo não teria algo a ver com isto?
Estranhamente, a linha de tráfego lembra um caminho de formigas. E formigas podem formar caminhos tão ou mais densos de tráfego quanto nossas ruas. Mas com uma diferença.
Alguém já viu algum congestionamento de formigas? Alguém já viu um caminho abarrotado de formigas paradas pela simples densidade de tráfego? Eu pelo menos nunca vi, por mais denso que estivesse o caminho.
Haveria algo que as formigas sabem e que ainda nos falta aprender para ao menos aliviar o problema de tráfego? Sim, há.
Formigas, abelhas e cupins, entre outros, são insetos com uma característica marcante que durante anos intrigou os cientistas.
Cada indivíduo possui capacidades físicas e de inteligência bastante limitadas, até mesmo quando comparados com outros insetos de hábitos solitários, porém a massa da colônia se comporta como um organismo extremamente organizado e inteligente, capaz de resolver problemas extremamente complexos até para nós.
Os biólogos não conseguiam reconhecer quaisquer sinais de uma inteligência central que conseguisse guiar cada formiga ou abelha individualmente a grandes distâncias da colônia, mas o comportamento inteligente era inegável.
Eles não achavam porque estavam procurando no lugar errado.
Em 1986, Craig Reynolds, especialista em computação gráfica e inteligência artificial, publicou um trabalho que sintetizava um conjunto de observações que ele havia feito de revoadas de pássaros e grandes cardumes de pequenos peixes.
Ele propôs um modelo onde cada indivíduo do "enxame" seguia apenas três regras simples:
- Coesão: mover-se para uma posição média entre os indivíduos mais próximos;
- Separação: mover-se na direção oposta ao do indivíduo ou objeto com que se possa colidir, mantendo uma distância de segurança;
- Alinhamento: Alterar a direção e a velocidade até que elas concordem com as médias observadas dos indivíduos mais próximos.
Craig Reynolds criou uma simulação em três dimensões de um conjunto de seres animados que seguiam estas regras. Aos seres virtuais ele deu o nome de "boids".
Os boids são hoje considerados a primeira forma de vida artificial a ser criada. Aqui se pode ver algumas simulações destes boids:
http://www.dcs.shef.ac.uk/~paul/publications/boids/index.html
http://cmol.nbi.dk/models/boids/boids.html
As três regras básicas dos boids possuem uma sutileza não observável à primeira vista.
Como cada boid decide o que irá fazer baseado na média de seus semelhantes mais próximos, o sistema é altamente colaborativo e resistente a falhas.
A tecnologia boid tem sido palco de várias linhas avançadas de pesquisa em robótica e automação.
Alguns especialistas debatem se o controle de vôo baseado em comportamento boid não seria um modelo melhor do que o utilizado atualmente.
Formigas seguem regras de natureza boid enquanto caminham. Elas não seguem regras semelhantes às humanas, como faixas de rodagem, sinalizações de movimento (lanternas, setas, luz de freio). Seu modelo de movimentação é de um "caos organizado", e o modelo colaborativo permite a cada formiga se mover para onde decidir sem ser barrada pelas outras formigas. Isto cria um fluxo com menores atritos internos, e que por isso move-se com menor dificuldade.
Quando o fluxo de formigas encontra um estreitamento (passagem no meio das pedras, por exemplo), o estrangulamento do fluxo tende a aproximar as formigas, e a regra de separação obriga as formigas a andar mais rápido neste trecho, enquanto a regra de coesão as faz diminuir a velocidade quando saem dele. Assim o fluxo de formigas permanece constante apesar do estrangulamento. Por isso não vemos formigas paradas como num congestionamento humano.
Em comparação com as pouco inteligentes formigas, nós, humanos, temos que negociar mudanças de faixa e nem sempre o outro motorista abre o espaço necessário. Também diminuímos nossa velocidade num estrangulamento de um acidente por mera curiosidade.
Enfim, apesar de nossa maior inteligência, temos um comportamento muito menos colaborativo.
A lição que as formigas têm a nos dar é exatamente a de que se cada veículo apresentasse um comportamento altamente colaborativo, teríamos um trânsito muito melhor que o atual. Não dá para garantir um trânsito sem congestionamentos, mas pelo menos algo de melhor qualidade que a atual.
As regras boid poderão futuramente fazer parte da programação de carros totalmente autônomos (que dispensem os motoristas).
Como o modelo boid é altamente tolerante a falhas, carros autônomos com essa programação poderão se mesclar no trânsito junto com carros dirigidos por humanos, e o aumento da frota autônoma progressivamente melhorará as condições de tráfego.
Até lá, que fique a lição das formigas e dos pássaros.
Coopere com os carros que estão ao seu lado para um trânsito melhor e propague esta cultura, ou espere que um computador faça o trabalho de formiguinha por você num futuro talvez nem tão distante.
