Stigmergie

Stigmergie ist ein Konzept zur Beschreibung, wie Kommunikation in einem dezentral organisierten System, das eine große Anzahl von Individuen umfasst, koordiniert wird: Die Individuen des Systems kommunizieren miteinander, indem sie ihre lokale Umgebung modifizieren. Das gemeinsam Erstellte wird gleichsam zur allgemeinen Anleitung dafür, wie mit dessen Erstellung fortzufahren ist.

Unterschieden wird die sematektonische von der markerbasierten Stigmergie. Bei der sematektonischen Stigmergie beeinflusst der augenblickliche Zustand der Aufgabenerfüllung (zum Beispiel der Stand des Nestbaus) das Verhalten der miteinander kommunizierenden Individuen; bei der markerbasierten Stigmergie sind es hingegen aufgabenunabhängige Marker (zum Beispiel Pheromone), die in der Umwelt platziert wurden.

Inhaltsverzeichnis

Stigmergie in der Natur

Stigmergie wurde zuerst in der Natur beobachtet. Beispielsweise kommunizieren Ameisen miteinander, indem sie entlang ihrer Straßen Pheromone hinterlassen: Eine Ameisen-Kolonie ist somit ein stigmergisches System.

Ein anderes Beispiel sind die Hügel, die von Termiten errichtet werden. Diese Insekten kommunizieren beim Bau ihrer hochkomplexen Strukturen ebenfalls mittels Pheromonen: Jedes Tier trägt ein Partikel feuchten Erdreichs aus seiner Umgebung herbei, versieht das Partikel mit Pheromonen und platziert es im gemeinsamen Gebäude. Termiten werden von den Pheromonen der Artgenossen ihrer Kolonie angezogen, und es ist daher in einem höheren Maße wahrscheinlich, dass sie ihr Erdreichpartikel in der Nähe eines Orts platzieren werden, an dem bereits andere Termiten die ihren hinterlassen haben. Dies führt allmählich dazu, dass Säulen, Bögen, Tunnel und Kammern erbaut werden.

Stigmergie in technischen Systemen

Stigmergie hat ihren Platz auch im Internet, wo Anwender miteinander kommunizieren, indem sie ihre gemeinsame virtuelle Umgebung modifizieren.

Ein gutes Beispiel hierfür ist die Wiki-Technologie. Der Inhalt eines Wikis ist mit einem Termitenhügel vergleichbar: Ein Individuum hinterlässt den Keim zu einer Idee (zum Beispiel den Beginn eines Artikels in Wikipedia), der wiederum andere Benutzer anzieht. Aufbauend auf einem unscheinbaren Beginn wird so allmählich das anfängliche Konzept zu einer komplexen Struktur miteinander verknüpfter Inhalte fortentwickelt, ohne dass zwingendermassen direkter Kontakt zwischen den Bearbeitern stattfinden muss, d.h. Komplexität kann auch durch indirekte Koordination oder indirekte Kollaboration stattfinden.[1]

Historischer Hintergrund

Der Begriff Stigmergie wurde 1959 vom französischen Biologen Pierre-Paul Grassé mit Bezug auf das Verhalten von Termiten eingeführt. Er definierte ihn als: Stimulation von Arbeiterinnen durch das von ihnen Erschaffene. Stigmergie wurde später auch in der experimentellen Forschung im Zusammenhang mit Automatisierung, Multiagentensystemen, Schwarmintelligenz und Kommunikation in Computer-Netzwerken verwendet.

Literatur

Pierre-Paul Grassé: La reconstruction du nid et les coordinations inter-individuelles chez Bellicositermes natalensis et Cubitermes sp. La théorie de la stigmergie: Essai d'interprétation du comportement des Termites constructeurs. In: Insectes Sociaux 6 (Paris 1959), S. 41–83.

Einzelnachweise

  1. Peter Miller: Smart Swarm, Collins (2011), ISBN 978-0-00-738297-2, S. 133

Weblinks


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