Sabia que os comportamentos dos animais inspiram os Matemáticos?

Dado o contexto atual, todos os serviços procuram minimizar os recursos e o material gasto, ou maximizar o lucro e o número de peças a fabricar. Um problema como este é um problema de otimização. Uma vez que a otimização é uma área com muitas e interessantes aplicações, os matemáticos têm-se inspirado em diversos comportamentos sociais que, de alguma forma, otimizam um dado procedimento.


Nos últimos 40 anos, diversos investigadores têm vindo a analisar o comportamento dos animais em comunidade, tendo sido desenvolvidas diversas técnicas rápidas para a determinação de soluções ótimas de um dado problema.


A técnica mais antiga surgiu entre os anos 1960 e 1970 e designa-se por métodos genéticos. Estes métodos tentam traduzir matematicamente a evolução de uma dada população usando as operações de mutação, seleção e cruzamento de indivíduos. Assim, as características dos indivíduos mais resistentes e saudáveis prevalecem durante várias gerações, sendo estes considerados como a melhor solução do problema a resolver.


Desde então, variantes destes métodos baseados em populações têm sido apresentados à comunidade científica.


Alguns exemplos de animais cujo comportamento tem despertado curiosidade nos investigadores são as formigas, as abelhas e os peixes.


O método Ant Colony Algorithm, baseia-se no comportamento das formigas, em particular no ato de procura de comida, e o seu posicionamento no formigueiro. Usa o conceito de feromonas para atrair os indivíduos para a região mais promissora.


O comportamento das abelhas também inspirou investigadores que propuseram o método Artificial Bee Colony Algorithm. Esta técnica é baseada nos três grupos de abelhas que constituem a colmeia: obreiras, zangãos e rainha. Existem três classes de indivíduos com funções distintas: uns procuram por regiões promissoras, outros analisam a região e outros escolhem a região.


Um dos métodos mais recentes é o Artificial Fish Swarm Algorithm, que surgiu em 2005 e é baseado no comportamento do cardume. Esta técnica combina os diversos comportamentos dos peixes: o estado aleatório, o estado de procura de comida, o estado de evitar perigos, entre outros.


Diversas empresas já implementaram este tipo de métodos para resolverem os seus problemas e constataram que funcionam eficazmente.


Assim, todos os dias aparecem novas estratégias de otimização para resolver de forma mais rápida e eficaz os problemas de otimização que surgem habitualmente no mundo empresarial.

Ana I. Pereira, Florbela Fernandes e M. Fátima Pacheco (Instituto Politécnico de Bragança) - 2013-10-31 14:41:36