Biomimicry en Informatie Technologie

Informatie Technologie en Biomimicry

Biomimicry Nederland
In de informatie technologie wordt steeds vaker gekeken naar de natuur om creatieve oplossingen te vinden, met name naar voorbeelden met een hoge mate van zelforganisatie zoals bijvoorbeeld het groepsgedrag spreeuwen of de kolonisatie door mieren maar ook wordt inspiratie opgedaan in de evolutie en de werking van hersenen:
 



1. Inspiratie uit de natuur

De natuur ontwikkelt zich al miljoenen jaren waarom zouden we haar niet als inspiratiebron gebruiken?
Zwermen spreeuwen vertonen opvallend complexe patronen terwijl de individuele dieren weinig intelligent zijn.
 
Natuur:
In de natuur hebben zich in de loop van miljoenen jaren evolutie ‘systemen’ ontwikkeld die optimale resultaten behalen.
Biomimicry Nederland
De rode maaimier verstuurt (geur)signalen naar andere mieren over de hoeveelheid voedsel die aanwezig is op bepaalde plekken. Hiervoor gebruiken ze een complex "algoritme" waarmee ze in staat zijn de meest optimale route naar zoveel mogelijk voedsel te vinden. Uit onderzoek blijkt dat dit erg veel lijkt op de manier waarop op internet gegevens verstuurt (Anternet).
Technologie:
Oplossingen voor complexe toepassingen zoals spraak- en handschriftherkenning, optimale bandbreedte in telefonie- en computernetwerken en vluchtverkeerssystemen.


2. Voorbeelden van toepassingen

Zwermintelligentie is een vorm van kunstmatige intelligentie die uitgaat van gedecentraliseerd collectief gedrag. Bij grote groepen insecten maar ook vogels is complex gedrag te zien zonder dat er iemand is die ze vertelt wat ze moeten doen. Mieren vinden bijvoorbeeld optimale routes om hun kolonie uitbreiden. Bijen zijn in staat zich efficiënt te organiseren op zoek naar voedsel. Spreeuwen vertonen opvallend groepsgedrag en waardoor ze buiten het bereik van een roofvogel blijven.


Biomimicry Nederland
Biomimicry Nederland
Biomimicry Nederland
Mieren koloniseren zeer effectief hun omgeving, nabootsing van dit gedrag waarborgt efficiënt gebruik van telefonie- en computernetwerken. Bij de afdeling Telecommunicatie van Hewlett Packard is onderzoek gedaan naar ‘Ant based routing’. Een ander voorbeeld is een vliegveld dat mierengedrag nabootst om efficiënt te taxiën.
 


Biomimicry Nederland
Bijen zoeken voedsel op een wijze die toegepast kan worden bij complexe wiskundige vraagstukken. Toepassingen zijn te vinden bij beeldherkenning en zelflerende systemen.
 


Biomimicry Nederland
Waterdruppels vormen de inspiratie voor computerprogramma’s die optimale oplossingen uitrekenen. Water weet altijd de optimale weg te vinden terwijl dit voor computerprogramma’s vaak heel moeilijk is; nabootsing van het gedrag van een waterdruppel is een effectieve manier om de optimale oplossing te vinden.
 


Neurale netwerken worden toegepast in veel zelflerende systemen zoals spraakherkenning en handschriftherkenning. Een kunstmatig neuraal net is een eenvoudige imitatie van een biologische neuraal netwerk met een aantal overeenkomstige kenmerken. Een (kunstmatig) neuron verstuurt alleen een signaal als een bepaalde grenswaarde wordt overschreden door binnenkomende signalen. Een tweede kenmerk van een neuraal net is dat het getraind moet worden met voorbeelden. Door beetje bij beetje de grenswaarden bij te stellen ontstaat uiteindelijk het gewenste resultaat.


Genetische algoritmen proberen de natuurlijke evolutie na te bootsten en een optimale oplossing te vinden voor een bepaald probleem. Er wordt een populatie gemaakt met mogelijke oplossingen waarvan de best presterende worden geselecteerd. Deze worden met elkaar gecombineerd en er kunnen willekeurige mutaties in worden aangebracht. Van deze nieuwe populatie worden weer de best presterende oplossingen geselecteerd. Deze procedure herhaalt zich totdat de 'fittest' oplossing overblijft. De algoritmen zijn zeer krachtig en hebben een brede toepassing gevonden in wiskunde, chemie,, natuurkunde, economie, kwaliteitscontrole en andere kennisgebieden .


3. Optimale oplossingen

  • Optimale oplossingen, in de natuur zijn efficiënte oplossingen te vinden die een optimaal resultaat weten te behalen in uiteenlopende situaties
  • Complexiteit, in de natuur is complex gedrag te zien dat toegepast kan worden op vraagstukken in de IT.
  • Aanpassingsvermogen, de natuur kan zich makkelijk aanpassen aan verschillende omgevingen. Voor IT vraagstukken is dit een zeer gewenste eigenschap!
  • Decentraal, complex gedrag dat in de natuur wordt waargenomen is meestal decentraal georganiseerd, het geheel is groter dan de som der delen. Voor IT vraagstukken betekent dit dat complex gedrag kan worden nagebootst door eenvoudige systemen met elkaar te laten communiceren.
  • Communicatie, is onlosmakelijk verbonden met de natuur, elk organisme ontvangt signalen uit de omgeving en past zijn gedrag aan en verstuurt zelf signalen naar andere organismen. Een belangrijk aspect van IT is communicatie, met ‘gebruikers’, tussen IT-systemen of tussen software componenten.


Wilt u meer weten over projectmanagementvraagstukken en hoe Biomimicry u daarbij kan helpen? Neem met ons vrijblijvend contact via
info@c2m-management.nl
of bel 06-11 792 892.

“Absorb the lessons found in nature.”
Janine M. Benyus

Reacties zijn uitgeschakeld.