Processo de emergencia e redes

1. Emergência – a vida integrada das
formigas, cérebros, cidades e softwares

2. Autor dos livros:
Interface culture: How New Technology
Transforms the Way We Create and
Communicate
Mind Wide Open: Your Brain and the Neuroscience of Everyday
Life
Everything Bad is Good for You
Emergence: The Connected Lives of Ants, Brains, Cities and
Software
Steven Johnson

3. O discoideum oscila entre ser uma criatura única e
uma multidão (p.10). Vida dupla e paradoxal.
Condições ambientais favoráveis ou
desfavoráveis. “Quando o ambiente é
mais hostil, ele age como um organismo
único; quando o clima refresca e existe
uma oferta maior de alimento, ele se
transforma em eles” (Keller e Segel,
1968).
Turing (1954) construiu “um modelo
matemático em que agentes
simples seguindo regras simples
eram capazes de gerar estruturas
complexas” (p. 12).
Dictyostelium discoideum

4. O encontro de Keller com o trabalho de Turing
abriu nova perspectiva para transformar a
compreensão não apenas da evolução biológica,
mas também de mundos tão diversos como a
ciência do cérebro, o design de software e os
estudos urbanos.
O discoideum talvez representasse um tipo de
comportamento emergente, independentemente da
iniciativa de qualquer “célula líder”.
A hipótese da célula líder reinou até quando
experimentos comprovaram que as células do
Dictyostelium se organizavam de baixo para cima
(p.13). Um fenômeno coletivo, um comportamento
bottom-up.
Keller e Turing

5. Estamos acostumados a pensar em termos top-down, em
termos de líderes. Células líderes liberavam substancias para
agregar outras células de discoideum.
Top-Down : sistema considerado inicialmente como um todo e
depois parte para uma especificação/elementos básicos.
Pensamento em termos de líderes (informação centralizada).
Bottom-Up : sistema composto por elementos básicos e depois
parti para uma especificação do sistema como um todo/formato
completo. Pensamento em termos de fenômenos coletivos
(informação descentralizada).
Saiba mais

6. Formigueiro e Formigas
Na época da reprodução, a rainha e o rei saem do
formigueiro e voam para o encontro nupcial. Os machos
morrem após a cópula. A rainha que sobrevive funda um
novo formigueiro, iniciando sua postura de ovos no solo.
As formigas são tão bem integradas entre si que são chamadas às
vezes de superorganismos porque parece que elas operam como
único organismo, como um ser vivo, em vez de indivíduos.
O formigueiro é uma estrutura complexa, cheia de galerias e túneis
subterrâneos que se estendem por vários metros.
As operárias são estéreis e se subdividem para várias
atividades como soldados,defendem o formigueiro,
cortadeiras-carregadoras, cortam, coletam e carregam as
folhas até a colônia, operárias jardineiras cuidam dos
fungos, das crias, recolhem e descartam lixos em
cemitérios. Mudam de função conforme a necessidade
da colônia.

7. A colônia é um exemplo de comportamento coletivo, descentralizado.

9. Vídeos
Funcionamento do Algoritmo de Colônia de Formigas
https://www.youtube.com/watch?v=4gVEoOpvpvs
Conheça as formigas cortadeiras - Saúva
https://www.youtube.com/watch?v=8ZCsq6UgKt4

10. Deborah Gordon
alimento acaba, as trilhas não são remarcadas pelas formigas que voltam
para o formigueiro e o cheiro se dissipa. Se o caminho estabelecido para
uma fonte de comida é bloqueado por novo obstáculo, as obreiras o
deixam para explorar novas rotas. Se bem sucedidas retornam e marcam
novo rastro.
As formigas se adaptam bem as mudanças em seu meio.
As formigas se comunicam por uma química chamada
feromona. Como as formigas passam a vida em contato com
o solo, elas deixam
uma trilha de
feromonio que pode
ser seguida por outras
formigas.
Quando a obreira encontra comida
ela deixa um rastro no caminho e a
trilha é seguida por outras formigas
que reforçam o rastro. Quando o

11. Comunicação
As formigas além de liberar produtos químicos
feromônios e hidrocarbonetos, também se comunicam
fisicamente, seja tocando uma à outra ou esfregando
partes do seu corpo com a outra parte para fazer o
som. O som se propaga ao longo do solo, ou para o ar
e outras formigas recebem o sinal.
Elas não se comunicam diretamente, os sinais de
comunicação não obtém respostas comportamentais
específicas e diretas. As formigas não compartilham
conscientemente uma informação para a outra agir.
“Vá e encontre comida”
A comunicação é sutil. Formigas compartilham trilhas e
contatos que aumentam a probabilidade de que outras
formigas mudem o comportamento em resposta as
pistas.

12. Outro modo de entender a comunicação é vê-la
como um processo de sincronização a partir de
constrições entre os elementos que dela fazem
parte .
A comunicação como nós a entendíamos, é
apenas uma particularidade de um processo
mais amplo.
Entender a comunicação como um processo de
sincronização a partir de constrições, permite
pensá-la como algo que se dá entre homens e
artefatos.
Saiba mais

13. Organização
O complexo sistema de organização da formiga
acontece sem a estrutura de uma hierarquia pré-
estabelecida. A organização surge espontaneamente
a partir das múltiplas interações. Não existe um líder.
Simplesmente acontece assim.
As formigas não têm uma visão geral da colônia. Sem
líder, através de relações colaterais e de
compartilhamento intenso, constroem e organizam
todo o trabalho do formigueiro, dando forma a um
complexo sistema ordenado.
A cooperação resulta de interações locais sem que
nenhuma formiga seja a responsável pela “operação
global”. As interações são colaterais, se presta
atenção nos “vizinhos mais próximos” e não se
“espera” por ordens superiores”. Agem localmente e a
“ação coletiva produz comportamento global” (p.54).

14. Algo acontece no ambiente que leva a uma mudança de
comportamento e que tem um efeito auto amplificador.
Este efeito bola de neve resulta no desenvolvimento de
propriedades completamente novas.
O resultado dessas interações é algum tipo de
macrocomportamento observável.
As formigas geram um comportamento global coordenado
a partir de interações locais, constroem um sistema
elaborado partindo de um nível mais baixo.
Saiba mais

15. Emergência é um fenomeno/processo de formação de
padrões complexos a partir de uma multiplicidade de
interações simples.
O comportamento emergente aparece quando uma
quantia de entidades/agentes simples operam em
um ambiente,formando comportamentos complexos
no coletivo.
A dinâmica das partes, em uma escala de relação,
produz uma propriedade emergente em um nível mais alto de
escala. São efeitos de larga escala originados de agentes
interagindo localmente e são difíceis de predizer, mesmo no
caso em que as interações são simples. Resultam da
interação dos componentes do inteiro, onde o todo é maior do
que a soma de suas partes.
Emergência

16. Estruturas emergentes podem ser encontradas em muitos fenômenos
naturais, do domínio biológico ou físico. Como por exemplo: o bando
de pássaros, os cardumes, os rebanhos, a estrutura espacial e o
formato das galáxias, fenômenos do clima (furacões), a vida, a
sociedade, o mercado financeiro...
Existe também um ponto de vista que afirma que o começo e o
desenvolvimento da evolução podem ser relacionados a uma
propriedade emergente das leis da física em nosso universo.
Saiba mais

17. Deborah Gordon: The emergent genius of ant colonies
http://www.ted.com/talks/deborah_gordon_digs_ants
Vídeo

18. Todo mundo já sabia que as formigas tinham um
complexo sistema de organização. O que ninguém
imaginava até agora é que elas usavam os mesmo
algoritmos da internet para se comunicar.
Gordon pediu ajuda para Prabhakar e juntos perceberam
que as formigas usam um algoritmo muito parecido com o TCP/IP para
transmitir dados sobre a alimentação dentro das colônias.
O método usado pelas formigas para determinar quanto de comida elas
tem disponível é o mesmo usado no Transmission Control Protocol (TCP).
Esse algoritmo gerencia o congestionamento de dados na internet.
As formigas cortadeiras – assim como a internet – valorizam a
divisão de tarefas, pois são uma comunidade cooperativa. Por
exemplo: caso as primeiras enviadas da colônia demorem muito a voltar
com a comida, as chefes enviam menos membros para buscar alimento.
No TCP, a lógica é a mesma: os pacotes de dados são comprimidos caso
haja a indicação de uma banda estreita.
Gordon e Balaji Prabhakar

19. As formigas enviam uma leva de membros para verificar a
quantidade relativa de comida antes de escalar muitas
formigas na missão. Do mesmo jeito que uma conexão
esgotará seu tempo (time out) se a fonte parar de enviar
pacotes, as formigas param de enviar novos membros se
nenhum deles retornar em um tempo determinado.
Os sistemas são avançados e complexos e as
formigas, individualmente, têm uma capacidade
limitada. Mas o funcionamento da comunicação entre
elas só prova que, coletivamente, pode-se
executar tarefas até então inimagináveis
Gordon e Balaji Prabhakar

20. O que a emergência tem a nos ensinar sobre o modo
como surgem, organizam-se e evoluem cidades,
cérebros, corporações, formigueiros, softwares ?
São exemplos de sistemas auto-organizados que privilegiam as
seqüências, em detrimento da lógica, e nos quais se dispensa a
presença de um controle centralizado para haver ação.
Surgem de um nível de elementos relativamente simples em direção a
formas de comportamento mais sofisticados e por isso são chamados
sistemas emergentes.
São processos de emergência - mecanismo de formação/aparecimento
de padrões complexos a partir de um grande número de interações
simples.
Compreender essas semelhanças de comportamento possibilita
perceber que a regulação e coordenação das atividades acontecem a
medida que os agentes percebem e atuam no ambiente em que vivem
(estigmergia).
As ações isoladas exibem comportamento muito simples,
mas na coletividade emerge um comportamento complexo.

21. A cidade tem, no seu interior, seus próprios sistemas emergentes; os das
calçadas, das vizinhanças, das praças, dos shoppings, nos quais
interagem de modo informal e improvisadamente os cidadãos que nela
habitam.
Temos o mundo das interconexões locais “conduzindo à ordem global; os
componentes especializados criando uma inteligência não especializada
e as comunidades de indivíduos solucionando problemas sem que
nenhum deles saiba disto” (p. 69).
O sistema emergente aprende e fica mais inteligente com o tempo. A
cidade, portanto, se torna, segundo Johnson, “mais esperta, mais útil para
seus habitantes. E aqui, outra vez, a coisa mais extraordinária é que esse
aprendizado emerge sem que ninguém tenha conhecimento dele”( p. 79) .
Os bairros expressam o comportamento repetitivo de coletividades
maiores: pessoas com poucos recursos moram em favelas, pessoas com
mais recursos moram em bairros nobres, comércios são abertos em locais
em que existem concentrações significativas de outros estabelecimentos.
Cidade - fenômeno emergente

22. A Web está ficando mais inteligente
assim como as cidades e o formigueiro.
Ao interligar todo o tipo de sistemas, cria
sistemas abertos que não se situam no
tempo e no espaço e são capazes de
viabilizar processos comunicativos não
apenas intersubjetivos. Os processos
comunicativos não se processam
exclusivamente, e nem principalmente,
através de fluxos de mensagens.
Web fenômeno emergente

23. Na indústria do software, os modelos bottom-up, de que os
sistemas open source são o melhor exemplo de criatividade
coletiva emergente, tornaram-se uma realidade somente depois
de décadas de seu nascimento.
O software livre Linux e a enciclopédia on-line Wikipedia
acontecem porque são descentralizados e contam com um
grande número de participantes ou voluntários. Ninguém atua
sozinho, mas todos sabem que estão participando de uma
grande estrutura – essa união é que faz os fenômenos
emergentes serem tão complexos.
Selfridge - programas de computador (rôbos, chamados de
demônios).
Games
Software - fenomeno emergente

24. Selfridge projetou programas de computador (rôbos, chamados de
demônios) capazes de reconhecer padrões de fala. Cada rôbo identificava
uma letra, mas, não reconhecia o alfabeto. Ao final da transmissão de
uma palavra, um rôbo reconhecedor de letras era responsável por reunir
todas as letras identificadas unitariamente por seus colegas rôbos, e
apresentar a palavra interpretada. Os demônios de nível inferior se
comunicavam com os de nivel acima. Sinais de inteligência distribuída,
bottom-up, e não em uma inteligência unificada, top-down. Este
experimento deu origem aos algoritmos genéticos que podem ser
entendidos como um conjunto de instruções lógicas que permitem que
uma população abstrata evolua a partir de um conjunto de soluções
criadas aleatoriamente ao longo de suas gerações. Indivíduos são
selecionados para a próxima geração, e recombinados ou mutados para
formar uma nova população.
Games - Os jogadores não estão absorvendo conselho moral, lições de
vida ou retratos psicológicos, mas os jogos forçam as pessoas a decidir, a
escolher e a priorizar.
Saiba mais

25. Estamos em rede, interconectados e cada dia torna-se mais claro que
podemos compreender muito melhor a atividade de uma coletividade,
a forma como comportamentos e idéias se propagam, o modo como
notícias afluem de um ponto a outro do planeta.
Essa interconexão generalizada entre as pessoas tem chamado a
atenção de muitos teóricos sobre seus efeitos no quadro de
decisões individuais e igualmente na forma como os coletivos se
comportam quando se constituem como redes de alta densidade.
Decisões individuais e coletivas parecem estar chamando a
atenção não apenas dos interessados de sempre – os que
trabalham com marketing – mas também dos estudiosos de
redes sociais, dos sociólogos, antropólogos do virtual, dos
ciberteóricos, dos especialistas em gestão do conhecimento e
da informação, enfim, de todos aqueles que pressentem que há
algo de novo a ser investigado, que a interação coletiva pode
ser compreendida dentro de uma certa lógica, dentro de certos
padrões.
Coletividade

26. De acordo com Johnson, a atual fase da teoria e
da pesquisa sobre a emergência é a mais
revolucionária de todas. Pois, passadas a primeira
fase, a da curiosidade para entender o fenômeno
da auto-organização, e a segunda, na qual a
questão da auto-organização tornou-se um objeto
de estudo em si mesmo, atualmente nós estamos
deixando de interpretar o “fenômeno da
emergência” para começar a criá-lo. “Até o
momento os filósofos da emergência lutaram para
interpretar o mundo, mas agora estão começando
a modificá-lo” (p. 16).
Emergência na atualidade

27. Steven Johnson - Redes Sociais e Emergência - 01/06
https://www.youtube.com/watch?v=CSKUaTQFWlg
Steven Johnson - Redes Sociais e Emergência

28. Referencias
Steven Johnson no livro Emergência – a vida integrada de formigas,
cérebros, cidades e softwares
Rio de Janeiro, Jorge Zahar Editor, 2003, 231 p.
Emergência (online)
http://books.google.com.br/books?id=KFS8Qc4Fby8C&printsec=frontcover&hl=pt-
BR&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false
Conheça as formigas cortadeiras - Saúva
https://www.youtube.com/watch?v=8ZCsq6UgKt4
Funcionamento do Algoritmo de Colônia de Formigas
https://www.youtube.com/watch?v=4gVEoOpvpvs
http://www.ted.com/talks/deborah_gordon_digs_ants
Steven Johnson - Redes Sociais e Emergência - 01/06
https://www.youtube.com/watch?v=CSKUaTQFWlg

29. Obrigada.
Fátima Melca
abril/2014