TOMADA DE DECISÃO COLETIVA

Os insetos sociais precisam tomar muitas decisões para que consigam explorar eficientemente o seu ambiente. Essas decisões incluem a seleção de locais para a construção de ninhos, de fontes de alimentos e de outros recursos. Nessas circunstâncias deve-se, além de escolher os melhores recursos, manter a coesão entre os membros do grupo, dentre os quais aqueles que possuem informações pertinentes a respeito de um recurso ou localização podem agir como líderes temporários ou permanentes, exercendo, assim, uma maior influência no processo de- cisório (Conradt & Roper, 2005; Couzin, et al., 2005).

O processo de tomada de decisão também pode ser uniformemente distribuído entre indiví- duos idênticos por meio de múltiplas iterações de interações (Camazine, et al., 2001). Em sis- temas auto-organizados, as decisões coletivas podem surgir como resultado da competição en- tre diferentes fontes de informação que são amplificadas em um contexto social por meio de mecanismos de realimentação positiva (Deneubourg, et al., 2002).

Pode-se, portanto, definir a Tomada de Decisão Coletiva como um processo em que um grupo

de agentes seleciona, por meio de interações entre os indivíduos e destes com o ambiente, uma solução, ou um curso de ação, dentre diferentes alternativas.

Insetos sociais são de interesse especial para o estudo sobre tomada de decisão em função de realizarem escolhas não apenas como indivíduos, mas também – e especialmente, como gru- pos (Mallon, et al., 2001). Uma abelha forrageira decide se e como explorar uma potencial fonte de alimento com base em sua qualidade e em informações sobre a colônia e as condi- ções ambientais (Schmid-Hempel, et al., 1985; Eckert, et al., 1994). Ao mesmo tempo, a colô- nia como um todo decide como distribuir as abelhas trabalhadoras entre as muitas potenciais fontes de alimento que as suas forrageiras encontraram (Seeley, 1995). Assim, uma decisão global emerge das interações entre muitas abelhas, cada uma possuindo informações locais, limitadas, e agindo sobre elas de acordo com regras de decisão adequadas (Mallon, et al., 2001).

Para que esse processo seja compreendido, a abelha deve ser analisada como parte de uma re- de complexa e densamente integrada em que a coordenação, mesmo na ausência de um con-

trole central, ocorre de forma eficiente. Dessa maneira, pode-se concluir que a decisão coleti- va não é a mera soma das decisões individuais de cada inseto: a colônia consegue, por exem- plo, discriminar entre duas fontes de alimento de qualidades diferentes, mesmo quando ne- nhuma forrageira amostra mais do que uma fonte (Seeley, et al., 1991).

Nos últimos anos, as formigas e as abelhas têm fornecido alguns dos mecanismos mais bem descritos de tomada de decisão coletiva, graças, em grande parte, à simplicidade, abertura e tratabilidade experimental de suas sociedades.

A maior parte da pesquisa sobre tomada de decisão coletiva é concentrada em sociedades po- pulosas que possuem mecanismos eficientes de recrutamento, como a dança das abelhas e as trilhas de feromônio de muitas formigas (Beckers, et al., 1990; Seeley, 1995; Bonabeau, et al., 1997). O recrutamento gera uma realimentação positiva que pode amplificar pequenas dife- renças entre as opções disponíveis para a colônia (Beckers, et al., 1990). O tamanho da po- pulação importa porque grandes populações protegem a colônia contra os efeitos estocásticos das interações entre os insetos que podem degradar a qualidade da informação disponível para cada um.

A tomada de decisão por sociedades de insetos menores e menos integradas tem atraído uma atenção muito menor e, nesse contexto, os pesquisadores tentam responder aos seguintes questionamentos (Mallon, et al., 2001):

1. Essas sociedades mais simples podem apresentar comportamentos coletivos equiva- lentes aos das colônias mais complexas?

2. Em caso afirmativo, quais são os mecanismos subjacentes?

Considerando-se o que foi discutido na Seção 2.1, percebe-se que as respostas para esses questionamentos podem gerar abstrações interessantes para a Engenharia, a Matemática, a Ci- ência da Computação e diversas outras áreas, visto que sociedades menores podem ser mais facilmente estudadas experimentalmente, dado que o comportamento de cada indivíduo pode ser monitorado, o que pode ajudar muito na compreensão do processo de tomada de decisão coletiva e na criação de metáforas computacionais para a solução de problemas complexos. Um exemplo de sociedade de insetos mais simples que tem sido largamente estudada é o das formigas Temnothorax albipennis (Mallon, et al., 2001; Pratt, et al., 2002; Pratt & Sumpter, 2006; Pratt, et al., 2005).

insetos concerne ao forrageamento. Colônias de abelhas Apis mellifera, por exemplo, utilizam o seu sinal de recrutamento, a dança, para direcionar os esforços de forrageamento para um local em particular: quando são oferecidos dois alimentadores artificiais que diferem na quali- dade do alimento, as colônias fazem uma escolha muito clara, concentrando a maioria das for- rageiras no alimentador que oferece o alimento de qualidade superior (Seeley, 1995). Muitas espécies de formigas utilizam trilhas de feromônio para o recrutamento, conseguindo também explorar seletivamente o melhor de dois alimentadores (Beckers, et al., 1990; Sumpter & Beekman, 2003). O recrutamento baseado em trilhas de feromônio permite também a escolha da menor de duas rotas entre o ninho e uma fonte de alimento: quando diante da necessidade de escolher entre dois caminhos até um alimentador, formigas trabalhadoras do gênero Lasius

niger começam utilizando ambas as rotas, mas rapidamente direcionam a grande maioria do

tráfego para a menor delas (Beckers, et al., 1992).

Muito se tem aprendido também sobre como as colônias escolhem entre possíveis locais para a construção de um ninho. Essas decisões são extremamente importantes, pois a estrutura e a localização do ninho determinam se as condições necessárias para o desenvolvimento da co- lônia, o armazenamento de alimento e a defesa contra predadores e parasitas serão satisfeitas (Visscher, 2007). Portanto, é natural que essa decisão leve em consideração múltiplos atribu- tos.

Colônias de formigas Temnothorax, por exemplo, normalmente constroem seus ninhos em cavidades naturais. Nas situações em que o ninho está danificado, a colônia emigra para um novo, guiada por uma minoria de formigas ativas que encontram um local apropriado e trans- portam o resto da colônia para ele (Mallon, et al., 2001; Pratt, et al., 2002).

Quando mais de um local está disponível, a colônia escolhe entre eles com base em diversos atributos, tais como a dimensão da entrada, o volume da cavidade, a iluminação, a higiene e a proximidade em relação a colônias da mesma espécie (Visscher, 2007; Franks, et al., 2007). Enxames de abelhas, que também costumam habitar em cavidades, apresentam a mesma complexidade de comportamento quando escolhendo um local para o ninho (Seeley, et al., 2006; Visscher, 2007).

De forma resumida, podem ser destacadas as seguintes habilidades de tomada de decisão co- letiva por sociedades de insetos (Gadau & Fewell, 2009):

2. Comparar opções considerando diversos atributos;

3. Ajustar as preferências de acordo com o contexto ambiental e o estado da colônia; e 4. Balancear a velocidade e a acurácia da tomada de decisão.

A seguir, estão apresentados os mecanismos subjacentes às habilidades da tomada de decisão coletiva por sociedades de insetos que tornam esse processo emergente e auto-organizado (Gadau & Fewell, 2009):

1. Realimentação positiva gerada pelo processo de recrutamento;

2. Regras de quórum e limiares que controlam as transições nos processos de recruta- mento e filtram os erros individuais;

3. Regras individuais de avaliação baseadas em dados simples, porém informativos; 4. Algoritmos de comportamento que podem ser sintonizados de acordo com o contexto

da decisão;

5. Tomada de decisão independente por um grande número de indivíduos; e 6. Abandono de opções por trabalhadores individuais para evitar impasses.