ABOUT THE SPEAKER
Deborah Gordon - Ecologist
By studying how ant colonies work without any one leader, Deborah Gordon has identified striking similarities in how ant colonies, brains, cells and computer networks regulate themselves.

Why you should listen

Ecologist Deborah M. Gordon has learned that ant colonies can work without central control by using simple interactions like how often the insects touch antennae. Contrary to the notion that colonies are organized by efficient ants, she has instead discovered that evolution has produced “noisy” systems that tolerate accident and respond flexibly to the environment. When conditions are tough, natural selection favors colonies that conserve resources.

Her studies of ant colonies have led her and her Stanford colleagues to the discovery of the “Anternet,” which regulates foraging in ants in the same way the internet regulates data traffic. But as she said to Wired in 2013, "Insect behavior mimicking human networks ... is actually not what’s most interesting about ant networks. What’s far more interesting are the parallels in the other direction: What have the ants worked out that we humans haven’t thought of yet?" Her latest exploration: How do ants behave in space?

More profile about the speaker
Deborah Gordon | Speaker | TED.com
TED2014

Deborah Gordon: What ants teach us about the brain, cancer and the Internet

Deborah Gordon: O que as formigas nos ensinam sobre o cérebro, o cancro e a Internet

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A ecologista Deborah Gordon estuda as formigas onde quer que as encontre — no deserto, nos trópicos, na cozinha... Nesta palestra fascinante, explica a sua obsessão por insetos que muitos de nós afastaríamos alegremente sem pensar duas vezes. Considera que a vida das formigas fornece um modelo útil para aprendermos sobre muitos outros sistemas, incluindo a doença, a tecnologia e o cérebro humano.
- Ecologist
By studying how ant colonies work without any one leader, Deborah Gordon has identified striking similarities in how ant colonies, brains, cells and computer networks regulate themselves. Full bio

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00:13
I studyestude antsformigas
0
1099
1619
Estudo as formigas
00:14
in the desertdeserto, in the tropicaltropical forestfloresta
1
2718
3297
no deserto, na floresta tropical
00:18
and in my kitchencozinha,
2
6015
1528
e na minha cozinha;
00:19
and in the hillscolinas around SiliconSilício ValleyVale where I liveviver.
3
7543
4020
nas colinas em torno de
Silicon Valley onde vivo.
00:23
I've recentlyrecentemente realizedpercebi that antsformigas
4
11563
1676
Há pouco tempo descobri que as formigas
00:25
are usingusando interactionsinterações differentlydiferente
5
13239
2278
usam interações de modo diferente
00:27
in differentdiferente environmentsambientes,
6
15517
1828
em diferentes ambientes.
00:29
and that got me thinkingpensando
that we could learnaprender from this
7
17345
2000
Isso fez-me pensar que, a partir disso,
00:31
about other systemssistemas,
8
19345
1555
podíamos aprender sobre outros sistemas,
00:32
like brainscérebro and datadados networksredes that we engineerengenheiro,
9
20900
5588
como o cérebro e as redes
de dados que concebemos
00:38
and even cancerCâncer.
10
26488
2846
e até mesmo o cancro.
00:41
So what all these systemssistemas have in commoncomum
11
29334
1752
O que todos estes sistemas têm em comum
00:43
is that there's no centralcentral controlao controle.
12
31086
2857
é que não há um controlo central.
00:45
An antformiga colonycolônia consistsconsiste of sterileestéril femalefêmea workerstrabalhadores --
13
33943
3820
Uma colónia de formigas é formada
por obreiras estéreis
00:49
those are the antsformigas you see walkingcaminhando around —
14
37763
2386
— são as formigas que vemos a passear —
00:52
and then one or more reproductivereprodutiva femalesfêmeas
15
40149
2156
e uma ou mais fêmeas reprodutoras
00:54
who just laydeitar the eggsovos.
16
42305
2103
que apenas põem os ovos.
00:56
They don't give any instructionsinstruções.
17
44408
2009
Não dão quaisquer instruções.
00:58
Even thoughApesar they're calledchamado queensrainhas,
18
46417
1984
Apesar de lhes chamarmos rainhas,
01:00
they don't tell anybodyqualquer pessoa what to do.
19
48401
2165
não dizem a ninguém o que devem fazer.
01:02
So in an antformiga colonycolônia, there's no one in chargecarregar,
20
50566
3276
Assim, numa colónia de formigas,
não há ninguém responsável.
01:05
and all systemssistemas like this withoutsem centralcentral controlao controle
21
53842
2778
Todos os sistemas como este,
sem um controlo central,
01:08
are regulatedregulamentado usingusando very simplesimples interactionsinterações.
22
56620
3919
são regulados através
de interações muito simples.
01:12
AntsFormigas interactinteragir usingusando smellcheiro.
23
60549
2727
As formigas interagem usando o olfato.
01:15
They smellcheiro with theirdeles antennaeantenas,
24
63276
2187
Cheiram com as antenas
01:17
and they interactinteragir with theirdeles antennaeantenas,
25
65463
2761
e interagem com as antenas.
01:20
so when one antformiga touchestoca anotheroutro with its antennaeantenas,
26
68224
3009
Quando uma formiga
toca noutra com as antenas,
pode dizer, por exemplo,
se a outra formiga
01:23
it can tell, for exampleexemplo, if the other antformiga
27
71233
1607
01:24
is a nestmatetêm
28
72840
1634
é uma companheira do formigueiro,
01:26
and what tasktarefa that other antformiga has been doing.
29
74474
4236
e que tarefa está a fazer
aquela outra formiga.
01:30
So here you see a lot of antsformigas movingmovendo-se around
30
78710
3200
Vemos aqui uma série
de formigas a passear
01:33
and interactinginteragindo in a lablaboratório arenaarena
31
81910
1933
e a interagir na arena do laboratório
01:35
that's connectedconectado by tubestubos to two other arenasArenas.
32
83843
3438
que está ligada por tubos
a duas outras arenas.
01:39
So when one antformiga meetsreúne-se anotheroutro,
33
87281
2504
Quando uma formiga encontra outra,
01:41
it doesn't matterimportam whichqual antformiga it meetsreúne-se,
34
89785
2089
não interessa qual seja a que encontra,
01:43
and they're actuallyna realidade not transmittingtransmissão de
35
91874
1885
não está a transmitir
01:45
any kindtipo of complicatedcomplicado signalsinal or messagemensagem.
36
93759
3465
nenhum sinal ou mensagem complicada.
01:49
All that mattersimporta to the antformiga is the ratetaxa
37
97224
2111
À formiga só interessa o ritmo
01:51
at whichqual it meetsreúne-se other antsformigas.
38
99335
2821
a que encontra outras formigas.
01:54
And all of these interactionsinterações, takenocupado togetherjuntos,
39
102156
2757
Todas estas interações, em conjunto,
01:56
produceproduzir a networkrede.
40
104913
2505
formam uma rede.
01:59
So this is the networkrede of the antsformigas
41
107418
2210
Esta é a rede das formigas
02:01
that you just saw movingmovendo-se around in the arenaarena,
42
109628
2644
que acabaram de ver a passear pela arena.
02:04
and it's this constantlyconstantemente shiftingmudando networkrede
43
112272
3287
É esta rede que está sempre a mudar
02:07
that producesproduz the behaviorcomportamento of the colonycolônia,
44
115559
2520
que produz o comportamento da colónia.
02:10
like whetherse all the antsformigas are hidingse escondendo insidedentro the nestninho,
45
118079
2881
Por exemplo, se todas as formigas
estão escondidas no formigueiro,
02:12
or how manymuitos are going out to forageforragem.
46
120960
2694
ou quantas saíram para ir buscar comida.
02:15
A braincérebro actuallyna realidade workstrabalho in the samemesmo way,
47
123654
1759
Um cérebro funciona da mesma maneira,
02:17
but what's great about antsformigas is
48
125413
1500
mas o que é importante nas formigas
02:18
that you can see the wholetodo networkrede as it happensacontece.
49
126913
4867
é que podemos ver toda a rede
à medida que ela acontece.
02:23
There are more than 12,000 speciesespécies of antsformigas,
50
131780
3100
Há mais de 12 000 espécies de formigas,
02:26
in everycada conceivableconcebível environmentmeio Ambiente,
51
134880
2125
em cada ambiente possível e imaginável.
02:29
and they're usingusando interactionsinterações differentlydiferente
52
137005
2649
Usam interações diferentes
02:31
to meetConheça differentdiferente environmentalde Meio Ambiente challengesdesafios.
53
139654
2768
para resolverem desafios
ambientais de modo diferente.
02:34
So one importantimportante environmentalde Meio Ambiente challengedesafio
54
142422
2305
Um importante desafio ambiental
02:36
that everycada systemsistema has to dealacordo with
55
144727
1870
com que todos os sistemas têm que lidar
02:38
is operatingoperativo costscusta, just what it takes
56
146597
2083
são os custos operacionais,
o que é necessário
para que o sistema funcione.
02:40
to runcorre the systemsistema.
57
148680
2265
02:42
And anotheroutro environmentalde Meio Ambiente challengedesafio is resourcesRecursos,
58
150945
2548
E outro desafio ambiental são os recursos,
02:45
findingencontrando them and collectingcoletando them.
59
153493
2336
encontrá-los e recolhê-los.
02:47
In the desertdeserto, operatingoperativo costscusta are highAlto
60
155829
2783
No deserto, os custos
operacionais são altos
02:50
because wateragua is scarceescasso,
61
158612
1773
porque a água é escassa.
02:52
and the seed-eatingcomedores de sementes antsformigas that I studyestude in the desertdeserto
62
160385
2499
As formigas que comem sementes,
as que estudei no deserto,
02:54
have to spendgastar wateragua to get wateragua.
63
162884
2900
têm que gastar água para obter água.
02:57
So an antformiga outsidelado de fora foragingforrageamento,
64
165784
2139
Assim, uma formiga, lá fora,
à procura de sementes
sob o sol escaldante,
02:59
searchingprocurando for seedssementes in the hotquente sundom,
65
167923
2037
03:01
just losesperde wateragua into the airar.
66
169960
2007
perde água no ar.
03:03
But the colonycolônia getsobtém its wateragua
67
171967
1664
Mas a colónia obtém água
03:05
by metabolizingmetabolizando the fatsgorduras out of the seedssementes
68
173631
1766
metabolizando as gorduras
03:07
that they eatcomer.
69
175397
1934
das sementes que comem.
03:09
So in this environmentmeio Ambiente, interactionsinterações are used
70
177331
3159
Portanto, neste ambiente,
usam-se as interações
03:12
to activateativar foragingforrageamento.
71
180490
1549
para ativar a procura de alimentos.
03:14
An outgoingsaída foragerforrageira de doesn't go out unlessa menos que
72
182039
2264
Uma formiga só sai à procura de comida
03:16
it getsobtém enoughsuficiente interactionsinterações with returningretornando foragerscampeiras,
73
184303
2573
depois de ter interações
com as formigas que voltam.
03:18
and what you see are the returningretornando foragerscampeiras
74
186876
1990
Vemos aqui as formigas que regressam,
03:20
going into the tunneltúnel, into the nestninho,
75
188866
1824
a ir para o túnel, para o formigueiro,
03:22
and meetingencontro outgoingsaída foragerscampeiras on theirdeles way out.
76
190690
2636
e a encontrar as formigas que saem.
Isto faz sentido na colónia de formigas
03:25
This makesfaz com que sensesentido for the antformiga colonycolônia,
77
193326
1623
03:26
because the more foodComida there is out there,
78
194949
2323
porque, quanto mais alimento há lá fora
e mais rapidamente
as formigas o encontram,
03:29
the more quicklyrapidamente the foragerscampeiras find it,
79
197272
1851
03:31
the fasterMais rápido they come back,
80
199123
1236
mais rapidamente elas voltam
03:32
and the more foragerscampeiras they sendenviar out.
81
200359
2801
e maior número de formigas podem sair.
03:35
The systemsistema workstrabalho to stayfique stoppedparado,
82
203160
2507
O sistema funciona para estar parado,
a não ser que aconteça
alguma coisa positiva.
03:37
unlessa menos que something positivepositivo happensacontece.
83
205667
2015
03:39
So interactionsinterações functionfunção to activateativar foragerscampeiras.
84
207682
3881
As interações servem,
pois, para ativar as formigas.
03:43
And we'venós temos been studyingestudando
the evolutionevolução of this systemsistema.
85
211563
2907
Temos vindo a estudar
a evolução deste sistema.
Primeiro, há variações.
03:46
First of all, there's variationvariação.
86
214470
1091
03:47
It turnsgira out that coloniescolônias are differentdiferente.
87
215561
2479
Acontece que as colónias são diferentes.
Nos dias secos, algumas colónias
recolhem menos alimentos.
03:50
On dryseco daysdias, some coloniescolônias forageforragem lessMenos,
88
218040
2696
03:52
so coloniescolônias are differentdiferente in how
89
220736
1505
As colónias são diferentes
na forma como gerem o equilíbrio
03:54
they managegerir this trade-offTrade-Off
90
222241
1354
03:55
betweenentre spendinggastos wateragua to searchpesquisa for seedssementes
91
223595
3168
entre gastar água para procurar sementes
03:58
and gettingobtendo wateragua back in the formFormato of seedssementes.
92
226763
3320
e arranjar água sob a forma de sementes.
Estamos a tentar perceber
04:02
And we're tryingtentando to understandCompreendo why
93
230083
1719
porque é que umas colónias
recolhem mais do que outras,
04:03
some coloniescolônias forageforragem lessMenos than othersoutras
94
231802
2140
04:05
by thinkingpensando about antsformigas as neuronsneurônios,
95
233942
2325
pensando nas formigas como neurónios,
04:08
usingusando modelsmodelos from neuroscienceneurociência.
96
236267
2338
usando modelos da neurociência.
04:10
So just as a neuronneurônio addsacrescenta up its stimulationestimulação
97
238605
2674
Tal como um neurónio
aumenta o seu estímulo
de outros neurónios
para decidir se fica excitado,
04:13
from other neuronsneurônios to decidedecidir whetherse to firefogo,
98
241279
2006
04:15
an antformiga addsacrescenta up its stimulationestimulação from other antsformigas
99
243285
2885
uma formiga aumenta o seu estímulo
de outras formigas
04:18
to decidedecidir whetherse to forageforragem.
100
246170
2023
para decidir se deve procurar comida.
04:20
And what we're looking for is whetherse there mightpoderia be
101
248193
1637
E do que andamos à procura é,
se haverá pequenas diferenças
entre colónias,
04:21
smallpequeno differencesdiferenças amongentre coloniescolônias
102
249830
1992
04:23
in how manymuitos interactionsinterações eachcada antformiga needsprecisa
103
251822
3314
quantas interações cada formiga precisa
antes de se dispor
a sair e a procurar comida,
04:27
before it's willingdisposto to go out and forageforragem,
104
255136
1926
04:29
because a colonycolônia like that would forageforragem lessMenos.
105
257062
3767
porque uma colónia dessas
sairá menos para procurar comida.
04:32
And this raiseslevanta an analogousanáloga questionquestão about brainscérebro.
106
260829
3139
E isso coloca uma questão
análoga sobre o cérebro.
Estamos a falar do cérebro,
04:35
We talk about the braincérebro,
107
263968
1412
04:37
but of coursecurso everycada braincérebro is slightlylevemente differentdiferente,
108
265380
2890
mas, claro, todos os cérebros
são um pouco diferentes,
e talvez haja alguns indivíduos
04:40
and maybe there are some individualsindivíduos
109
268270
1379
04:41
or some conditionscondições
110
269649
1319
ou certas condições
04:42
in whichqual the electricalelétrico propertiespropriedades of neuronsneurônios are suchtal
111
270968
3222
em que as propriedades
elétricas dos neurónios
04:46
that they requireexigem more stimulusestímulo to firefogo,
112
274190
3870
são tais que exigem
mais estímulos para se excitarem.
04:50
and that would leadconduzir to differencesdiferenças in braincérebro functionfunção.
113
278060
3726
Isso levaria a diferenças
na função cerebral.
04:53
So in orderordem to askpergunte evolutionaryevolutivo questionsquestões,
114
281786
2334
Para fazermos perguntas evolucionárias,
04:56
we need to know about reproductivereprodutiva successsucesso.
115
284120
2679
precisamos de conhecer
o êxito reprodutivo.
04:58
This is a mapmapa of the studyestude sitelocal
116
286799
2325
Isto é um mapa do local do estudo
05:01
where I have been trackingrastreamento this populationpopulação
117
289124
2553
onde eu estive a observar esta população
05:03
of harvesterColheitadeira antformiga coloniescolônias for 28 yearsanos,
118
291677
3293
de formigas e colónias durante 28 anos,
05:06
whichqual is about as long as a colonycolônia livesvidas.
119
294970
2262
que é o tempo máximo que uma colónia vive.
05:09
EachCada symbolsímbolo is a colonycolônia,
120
297232
2099
Cada símbolo é uma colónia.
05:11
and the sizeTamanho of the symbolsímbolo is
how manymuitos offspringdescendência it had,
121
299331
3266
O tamanho do símbolo significa
a quantidade de descendência que teve,
05:14
because we were ablecapaz to use geneticgenético variationvariação
122
302597
1913
porque usámos a variação genética
05:16
to matchpartida up parentpai and offspringdescendência coloniescolônias,
123
304510
2711
para comparar as colónias
de mães e de filhas,
05:19
that is, to figurefigura out whichqual coloniescolônias
124
307221
3297
ou seja, para perceber quais as colónias
que foram fundadas por uma rainha filha
05:22
were foundedfundado by a daughterfilha queenrainha
125
310518
1925
05:24
producedproduzido by whichqual parentpai colonycolônia.
126
312443
2068
e de que colónia provém essa rainha.
05:26
And this was amazingsurpreendente for me, after all these yearsanos,
127
314511
2002
Fiquei admirada,
depois daqueles anos todos,
05:28
to find out, for exampleexemplo, that colonycolônia 154,
128
316513
3128
ao descobrir, por exemplo,
que a colónia 154,
05:31
whomo qual I've knownconhecido well for manymuitos yearsanos,
129
319641
2176
que eu conhecia bem há muitos anos,
05:33
is a great-grandmotherbisavó.
130
321817
1819
é uma bisavó.
05:35
Here'sAqui é her daughterfilha colonycolônia,
131
323636
1740
Esta é a colónia sua filha
05:37
here'saqui está her granddaughterneta colonycolônia,
132
325376
2684
Esta é a colónia sua neta.
05:40
and these are her great-granddaughterbisneta coloniescolônias.
133
328060
2392
Estas são as colónias suas bisnetas.
05:42
And by doing this, I was ablecapaz to learnaprender
134
330452
2025
Ao fazer isto, pude aprender
05:44
that offspringdescendência coloniescolônias resembleassemelham-se a parentpai coloniescolônias
135
332477
3283
que as colónias descendentes
são parecidas com as das mães
05:47
in theirdeles decisionsdecisões about whichqual daysdias are so hotquente
136
335760
2217
nas suas decisões
sobre os dias tão quentes
05:49
that they don't forageforragem,
137
337977
1778
que não saem para apanhar comida.
05:51
and the offspringdescendência of parentpai coloniescolônias
138
339755
1464
As descendentes das colónias maternas
05:53
liveviver so farlonge from eachcada other that the antsformigas never meetConheça,
139
341219
2906
vivem tão separadas que
as formigas nunca se encontram.
05:56
so the antsformigas of the offspringdescendência colonycolônia
140
344125
2289
Portanto, as formigas
da colónia de descendentes
05:58
can't be learningAprendendo this from the parentpai colonycolônia.
141
346414
2244
não aprenderam com a colónia maternal.
06:00
And so our nextPróximo stepdegrau is to look
142
348658
1381
Assim, o nosso próximo passo é observar
06:02
for the geneticgenético variationvariação
underlyingsubjacente this resemblancesemelhança.
143
350039
5276
a variação genética
subjacente a esta parecença.
06:07
So then I was ablecapaz to askpergunte, okay, who'squem é doing better?
144
355315
4125
Assim, pude perguntar:
"Quem está a fazer melhor?"
06:11
Over the time of the studyestude,
145
359440
1460
Durante o tempo do estudo,
06:12
and especiallyespecialmente in the pastpassado 10 yearsanos,
146
360900
1465
especialmente nos últimos 10 anos,
06:14
there's been a very severegrave and deepeningaprofundamento droughtseca
147
362365
3308
houve uma seca muito acentuada e profunda
06:17
in the SouthwesternSudoeste U.S.,
148
365673
2127
no sudoeste dos EUA.
06:19
and it turnsgira out that the
coloniescolônias that conserveconservar a wateragua,
149
367800
3053
Acontece que as colónias
que conservam água,
06:22
that stayfique in when it's really hotquente outsidelado de fora,
150
370853
4429
que não saem quando
está muito calor lá fora,
06:27
and thusportanto sacrificesacrifício gettingobtendo as much foodComida as possiblepossível,
151
375282
2632
e sacrificam arranjar
tanta comida quanto possível,
06:29
are the onesuns more likelyprovável to have offspringdescendência coloniescolônias.
152
377914
2945
são as que têm
mais colónias de descendentes.
06:32
So all this time, I thought that colonycolônia 154
153
380859
2269
Portanto, pensei que a colónia 154
06:35
was a loserfracassado, because on really dryseco daysdias,
154
383128
2670
estava perdida porque,
nos dias muito quentes,
06:37
there'do vermelho be just this trickleTrickle of foragingforrageamento,
155
385798
1868
havia uma redução de atividade,
06:39
while the other coloniescolônias were out
156
387666
1591
enquanto as outras colónias saíam
06:41
foragingforrageamento, gettingobtendo lots of foodComida,
157
389257
2117
e apanhavam montes de comida.
06:43
but in factfacto, colonycolônia 154 is a hugeenorme successsucesso.
158
391374
3020
Mas a colónia 154 foi um êxito enorme.
06:46
She's a matriarchmatriarca.
159
394394
1332
É uma matriarca.
06:47
She's one of the rareraro great-grandmothersgrande-avós on the sitelocal.
160
395726
3052
É uma das raras bisavós do local.
06:50
To my knowledgeconhecimento, this is the first time
161
398778
2785
Que eu saiba, foi a primeira vez
06:53
that we'venós temos been ablecapaz to trackpista
162
401563
1639
que fomos capazes de detetar
06:55
the ongoingem progresso evolutionevolução of collectivecoletivo behaviorcomportamento
163
403202
3001
a evolução em curso
do comportamento coletivo
06:58
in a naturalnatural populationpopulação of animalsanimais
164
406203
2117
numa população natural de animais
07:00
and find out what's actuallyna realidade workingtrabalhando bestmelhor.
165
408320
4657
e de descobrir
o que é que funciona melhor.
07:04
Now, the InternetInternet usesusa an algorithmalgoritmo de
166
412977
2421
A Internet usa um algoritmo
07:07
to regulateregular the flowfluxo of datadados
167
415398
2853
para regular o fluxo de dados
07:10
that's very similarsemelhante to the one
168
418251
2227
que é muito semelhante
ao que as formigas usam para regular
07:12
that the harvesterColheitadeira antsformigas are usingusando to regulateregular
169
420478
2376
o fluxo das outras formigas.
07:14
the flowfluxo of foragerscampeiras.
170
422854
1541
07:16
And guessacho what we call this analogyanalogia?
171
424395
3366
E adivinhem como chamamos a esta analogia?
Está a chegar a Anternet.
[Formiganet]
07:19
The anternetanternet is comingchegando.
172
427761
1518
07:21
(ApplauseAplausos)
173
429279
1721
(Aplausos)
07:23
So datadados doesn't leavesair the sourcefonte computercomputador
174
431000
3454
Os dados só saem do computador
07:26
unlessa menos que it getsobtém a signalsinal that there's enoughsuficiente bandwidthlargura de banda
175
434454
2861
quando recebem um sinal
de que há banda suficiente
07:29
for it to travelviagem on.
176
437315
2729
para poderem viajar.
07:32
In the earlycedo daysdias of the InternetInternet,
177
440044
1441
Nos primeiros dias da Internet,
07:33
when operatingoperativo costscusta were really highAlto
178
441485
2274
quando os custos operacionais
eram muito altos
07:35
and it was really importantimportante not to loseperder any datadados,
179
443759
3227
e era muito importante
não perder dados nenhuns,
07:38
then the systemsistema was setconjunto up for interactionsinterações
180
446986
2157
o sistema estava feito para interações
07:41
to activateativar the flowfluxo of datadados.
181
449143
3062
para ativar o fluxo de dados.
07:44
It's interestinginteressante that the antsformigas are usingusando an algorithmalgoritmo de
182
452205
2385
É interessante que as formigas
usam um algoritmo
07:46
that's so similarsemelhante to the one that we recentlyrecentemente inventedinventado,
183
454590
3896
muito semelhante ao que
inventámos recentemente,
07:50
but this is only one of a handfulmão cheia of antformiga algorithmsalgoritmos
184
458486
2953
mas é apenas um entre meia dúzia
de algoritmos das formigas
07:53
that we know about,
185
461439
1419
que conhecemos.
07:54
and antsformigas have had 130 millionmilhão yearsanos
186
462858
3193
E as formigas tiveram 130 milhões de anos
07:58
to evolveevoluir a lot of good onesuns,
187
466051
2026
para produzir alguns muito bons.
08:00
and I think it's very likelyprovável
188
468077
1506
Acho que é muito provável
08:01
that some of the other 12,000 speciesespécies
189
469583
2557
que algumas das outras 12 000 espécies
08:04
are going to have interestinginteressante algorithmsalgoritmos
190
472140
2697
possam vir a ter algoritmos interessantes
08:06
for datadados networksredes
191
474837
1024
para redes de dados
08:07
that we haven'tnão tem even thought of yetainda.
192
475861
2697
em que nunca sequer pensámos.
08:10
So what happensacontece when operatingoperativo costscusta are lowbaixo?
193
478558
3085
O que acontece quando
os custos de operação são baixos?
08:13
OperatingDe funcionamento costscusta are lowbaixo in the tropicstrópicos,
194
481643
1787
Nos trópicos, esses custos são baixos,
08:15
because it's very humidúmido, and it's easyfácil for the antsformigas
195
483430
2096
porque há muita humidade
e as formigas podem sair
facilmente e passear.
08:17
to be outsidelado de fora walkingcaminhando around.
196
485526
2824
08:20
But the antsformigas are so abundantabundante
197
488350
1653
Mas as formigas são tão abundantes
08:22
and diversediverso in the tropicstrópicos
198
490003
1818
e diversificadas nos trópicos
08:23
that there's a lot of competitionconcorrência.
199
491821
2598
que há muita competição.
Sejam quais forem os recursos
que uma espécie esteja a usar,
08:26
WhateverO que quer resourcerecurso one speciesespécies is usingusando,
200
494419
1952
08:28
anotheroutro speciesespécies is likelyprovável to be usingusando that
201
496371
3172
há outra espécie que também os usa
08:31
at the samemesmo time.
202
499543
2379
simultaneamente.
08:33
So in this environmentmeio Ambiente, interactionsinterações are used
203
501922
2608
Por isso, neste ambiente, as interações
são usadas de forma contrária.
08:36
in the oppositeoposto way.
204
504530
1945
08:38
The systemsistema keepsmantém going
205
506475
1395
O sistema vai funcionando
08:39
unlessa menos que something negativenegativo happensacontece,
206
507870
1554
se não acontecer uma coisa negativa.
08:41
and one speciesespécies that I studyestude makesfaz com que circuitscircuitos
207
509424
2167
Uma espécie que estudei faz circuitos
08:43
in the treesárvores of foragingforrageamento antsformigas
208
511591
2159
nas árvores das formigas forrageiras
08:45
going from the nestninho to a foodComida sourcefonte and back,
209
513750
2981
entre o formigueiro e o local da comida,
08:48
just roundvolta and roundvolta,
210
516731
1329
sempre à roda,
08:50
unlessa menos que something negativenegativo happensacontece,
211
518060
1442
até que aconteça algo negativo,
08:51
like an interactioninteração
212
519502
1609
como uma interação
08:53
with antsformigas of anotheroutro speciesespécies.
213
521111
2739
com formigas de outra espécie.
08:55
So here'saqui está an exampleexemplo of antformiga securitysegurança.
214
523850
2937
Isto é um exemplo
da segurança das formigas.
08:58
In the middlemeio, there's an antformiga
215
526787
1858
No meio, está uma formiga
09:00
pluggingConectando the nestninho entranceEntrada with its headcabeça
216
528645
2463
a meter a cabeça
na entrada do formigueiro,
09:03
in responseresposta to interactionsinterações with anotheroutro speciesespécies.
217
531108
2993
em reação às interações com outra espécie.
09:06
Those are the little onesuns runningcorrida around
218
534101
1659
Aquelas são as pequeninas a correr à volta
09:07
with theirdeles abdomensabdomes up in the airar.
219
535760
2751
com os abdómenes para o ar.
09:10
But as soonem breve as the threatameaça is passedpassado,
220
538511
2046
Mas, logo que a ameaça passa,
09:12
the entranceEntrada is openaberto again,
221
540557
2755
a entrada é aberta de novo.
09:15
and maybe there are situationssituações
222
543312
1790
Talvez haja situações
09:17
in computercomputador securitysegurança
223
545102
1089
na segurança dos computadores
09:18
where operatingoperativo costscusta are lowbaixo enoughsuficiente
224
546191
2206
em que os custos operacionais
sejam tão baixos
09:20
that we could just blockquadra accessAcesso temporarilytemporariamente
225
548397
3375
que possamos bloquear
o acesso temporariamente
09:23
in responseresposta to an immediateimediato threatameaça,
226
551772
2193
em resposta a uma ameaça imediata
09:25
and then openaberto it again,
227
553965
2026
e depois abri-lo de novo,
09:27
insteadem vez de of tryingtentando to buildconstruir
228
555991
1269
em vez de tentar construir
09:29
a permanentpermanente firewallFirewall do or fortressFortaleza.
229
557260
3980
um "firewall" ou fortaleza permanente.
09:33
So anotheroutro environmentalde Meio Ambiente challengedesafio
230
561240
1940
Outro desafio ambiental
09:35
that all systemssistemas have to dealacordo with
231
563180
1695
com que todos os sistemas se confrontam
09:36
is resourcesRecursos, findingencontrando and collectingcoletando them.
232
564875
5452
são os recursos, procurá-los e colhê-los.
09:42
And to do this, antsformigas solveresolver the problemproblema
233
570327
1673
As formigas resolvem o problema
09:44
of collectivecoletivo searchpesquisa,
234
572000
1258
da procura coletiva.
09:45
and this is a problemproblema that's of great interestinteresse
235
573258
1576
Isso é um problema de grande interesse
09:46
right now in roboticsrobótica,
236
574834
1484
na robótica,
09:48
because we'venós temos understoodEntendido that,
237
576318
1732
porque sabemos que,
09:50
ratherem vez than sendingenviando a singlesolteiro,
238
578050
1614
em vez de enviar um único robô,
09:51
sophisticatedsofisticado, expensivecaro robotrobô out
239
579664
3495
sofisticado e dispendioso
09:55
to exploreexplorar anotheroutro planetplaneta
240
583159
1417
para explorar outro planeta
09:56
or to searchpesquisa a burningqueimando buildingconstrução,
241
584576
2567
ou procurar um edifício a arder,
09:59
that insteadem vez de, it maypode be more effectiveeficaz
242
587143
2600
talvez fosse mais eficaz
10:01
to get a groupgrupo of cheapermais barato robotsrobôs
243
589743
4377
arranjar um grupo de robôs mais baratos,
10:06
exchangingtroca de only minimalmínimo informationem formação,
244
594120
2545
trocando apenas informações mínimas,
10:08
and that's the way that antsformigas do it.
245
596665
2799
que é o que as formigas fazem.
10:11
So the invasiveinvasiva ArgentineArgentina antformiga
246
599464
1765
A formiga-argentina invasiva
10:13
makesfaz com que expandableexpansível searchpesquisa networksredes.
247
601229
2330
forma redes de pesquisa expansíveis.
10:15
They're good at dealinglidando with the maina Principal problemproblema
248
603559
2273
São boas a resolver o grande problema
10:17
of collectivecoletivo searchpesquisa,
249
605832
1331
da procura coletiva,
10:19
whichqual is the trade-offTrade-Off betweenentre
250
607163
2566
que é o equilíbrio
entre uma procura muito cuidadosa
10:21
searchingprocurando very thoroughlycompletamente
251
609729
1336
10:23
and coveringcobrindo a lot of groundchão.
252
611065
1997
e a cobertura duma grande área.
10:25
And what they do is,
253
613062
895
E o que fazem é o seguinte,
10:25
when there are manymuitos antsformigas in a smallpequeno spaceespaço,
254
613957
2387
quando há muitas formigas
num espaço pequeno,
10:28
then eachcada one can searchpesquisa very thoroughlycompletamente
255
616344
2213
cada uma pode procurar exaustivamente
10:30
because there will be anotheroutro antformiga nearbynas proximidades
256
618557
1624
porque há outra formiga ali ao pé,
10:32
searchingprocurando over there,
257
620181
1357
à procura noutro local.
10:33
but when there are a fewpoucos antsformigas
258
621538
1647
Mas, quando há poucas formigas
10:35
in a largeampla spaceespaço,
259
623185
2055
num espaço amplo,
10:37
then they need to stretchesticam out theirdeles pathscaminhos
260
625240
2414
precisam de alargar os seus caminhos
10:39
to covertampa more groundchão.
261
627654
1803
para cobrir mais terreno.
10:41
I think they use interactionsinterações to assessavaliar densitydensidade,
262
629457
2954
Penso que usam interações
para avaliar a densidade.
10:44
so when they're really crowdedlotado,
263
632411
1229
Quando há uma grande multidão
10:45
they meetConheça more oftenfrequentemente,
264
633640
1102
encontram-se mais vezes
10:46
and they searchpesquisa more thoroughlycompletamente.
265
634742
2465
e procuram mais cuidadosamente.
10:49
DifferentDiferentes antformiga speciesespécies mustdevo use differentdiferente algorithmsalgoritmos,
266
637207
3400
Diferentes espécies de formigas
têm que usar algoritmos diferentes,
10:52
because they'veeles têm evolvedevoluiu to dealacordo with
267
640607
2522
porque evoluíram a lidar
com recursos diferentes.
10:55
differentdiferente resourcesRecursos,
268
643129
1671
10:56
and it could be really usefulútil to know about this,
269
644800
2559
Seria muito útil conhecermos isso.
10:59
and so we recentlyrecentemente askedperguntei antsformigas
270
647359
1642
Há pouco tempo pedimos às formigas
11:01
to solveresolver the collectivecoletivo searchpesquisa problemproblema
271
649001
2450
para resolverem o problema
da procura coletiva
11:03
in the extremeextremo environmentmeio Ambiente
272
651451
1368
no ambiente extremo
11:04
of microgravitymicrogravidade
273
652819
1558
da microgravidade
11:06
in the InternationalInternacional SpaceEspaço StationEstação.
274
654377
1976
na Estação Espacial Internacional.
11:08
When I first saw this picturecenário, I thought,
275
656353
1545
Quando vi esta imagem
a primeira vez, pensei:
11:09
Oh no, they'veeles têm mountedmontado the habitathabitat verticallyverticalmente,
276
657898
2857
"Oh, montaram o "habitat" na vertical!"
11:12
but then I realizedpercebi that, of coursecurso, it doesn't matterimportam.
277
660755
2618
Mas depois percebi que era indiferente.
11:15
So the ideaidéia here is that the antsformigas
278
663373
2637
A ideia é que as formigas
11:18
are workingtrabalhando so hardDifícil to hangaguentar on
279
666010
1970
esforçam-se tanto para se agarrar
11:19
to the wallparede or the floorchão or whatevertanto faz you call it
280
667980
3057
à parede ou ao chão
ou ao que quer que lhe chamem,
11:23
that they're lessMenos likelyprovável to interactinteragir,
281
671037
3009
que têm menos hipóteses de interagir
e, por isso, a relação
11:26
and so the relationshiprelação betweenentre
282
674046
1244
11:27
how crowdedlotado they are and how oftenfrequentemente they meetConheça
283
675290
2120
entre o número que são
e quantas vezes se encontram
11:29
would be messedmexeu up.
284
677410
1725
fica prejudicada.
11:31
We're still analyzinganalisando the datadados.
285
679135
1395
Estamos a analisar os dados.
11:32
I don't have the resultsresultados yetainda.
286
680530
1964
Ainda não tenho os resultados.
11:34
But it would be interestinginteressante to know
287
682494
1694
Mas seria interessante saber
11:36
how other speciesespécies solveresolver this problemproblema
288
684188
2459
como outras espécies
resolvem este problema
11:38
in differentdiferente environmentsambientes on EarthTerra,
289
686647
2564
em diferentes ambientes na Terra.
11:41
and so we're settingconfiguração up a programprograma
290
689211
1266
Estamos a organizar um programa
11:42
to encourageencorajar kidsfilhos around the worldmundo
291
690477
2160
para encorajar os miúdos do mundo inteiro
11:44
to try this experimentexperimentar with differentdiferente speciesespécies.
292
692637
2536
a tentar esta experiência
com espécies diferentes.
11:47
It's very simplesimples.
293
695173
1767
É muito simples.
11:48
It can be donefeito with cheapbarato materialsmateriais.
294
696940
2090
Pode ser feito com materiais baratos.
11:51
And that way, we could make a globalglobal mapmapa
295
699030
2833
E dessa forma,
podemos fazer um mapa global
11:53
of antformiga collectivecoletivo searchpesquisa algorithmsalgoritmos.
296
701863
3347
dos algoritmos da pesquisa
coletiva das formigas.
11:57
And I think it's prettybonita likelyprovável that the invasiveinvasiva speciesespécies,
297
705210
2483
Penso que é provável
que as espécies invasivas,
11:59
the onesuns that come into our buildingsedifícios,
298
707693
2149
as que entram nas nossas casas,
12:01
are going to be really good at this,
299
709842
1742
serão muito boas nisso,
12:03
because they're in your kitchencozinha
300
711584
1848
porque elas vão para a cozinha
12:05
because they're really good
at findingencontrando foodComida and wateragua.
301
713432
3907
porque são especialistas
em encontrar comida e água.
12:09
So the mosta maioria familiarfamiliar resourcerecurso for antsformigas
302
717339
3265
O recurso mais familiar para as formigas
12:12
is a picnicpiquenique,
303
720604
1315
é um piquenique,
12:13
and this is a clusteredem cluster resourcerecurso.
304
721919
2145
que é um recurso concentrado.
12:16
When there's one piecepeça of fruitfruta,
305
724064
999
Quando há uma peça de fruta,
12:17
there's likelyprovável to be anotheroutro piecepeça of fruitfruta nearbynas proximidades,
306
725063
2515
é provável haver
outra peça de fruta ao pé.
12:19
and the antsformigas that specializeespecializar-se on clusteredem cluster resourcesRecursos
307
727578
3432
As formigas especializadas
em recursos concentrados
12:23
use interactionsinterações for recruitmentrecrutamento.
308
731010
1942
usam interações para recrutar.
Quando uma formiga encontra outra,
12:24
So when one antformiga meetsreúne-se anotheroutro,
309
732952
1277
12:26
or when it meetsreúne-se a chemicalquímico depositeddepositado
310
734229
1625
ou encontra um químico
12:27
on the groundchão by anotheroutro,
311
735854
1736
que outra deposita no chão,
12:29
then it changesalterar directiondireção to followSegue
312
737590
1833
muda de direção
12:31
in the directiondireção of the interactioninteração,
313
739423
1573
para seguir na direção
da interação.
12:32
and that's how you get the trailtrilha of antsformigas
314
740996
1977
É como se forma o carreiro de formigas
12:34
sharingcompartilhando your picnicpiquenique.
315
742973
1413
que devora o nosso piquenique.
12:36
Now this is a placeLugar, colocar where I think we mightpoderia be ablecapaz
316
744386
1695
Isto é um ponto em que penso que podemos
12:38
to learnaprender something from antsformigas about cancerCâncer.
317
746081
3741
aprender alguma coisa
com as formigas, sobre o cancro.
12:41
I mean, first, it's obviousóbvio that we could do a lot
318
749822
1981
Primeiro, é óbvio que podemos fazer imenso
12:43
to preventevita cancerCâncer
319
751803
1610
para evitar o cancro
12:45
by not allowingpermitindo people to spreadespalhar around
320
753413
2577
não permitindo que as pessoas espalhem
12:47
or sellvender the toxinstoxinas that promotepromover
321
755990
1944
ou vendam as toxinas que favorecem
12:49
the evolutionevolução of cancerCâncer in our bodiescorpos,
322
757934
2780
a evolução do cancro no nosso corpo.
12:52
but I don't think the antsformigas can help us much with this
323
760714
2346
Penso que as formigas
não podem ajudar nisso
12:55
because antsformigas never poisonPoção theirdeles ownpróprio coloniescolônias.
324
763060
3358
porque as formigas nunca
envenenam as suas colónias.
12:58
But we mightpoderia be ablecapaz to learnaprender something from antsformigas
325
766418
1332
Mas podemos aprender algo com as formigas
12:59
about treatingtratando cancerCâncer.
326
767750
1763
quanto ao tratamento do cancro.
13:01
There are manymuitos differentdiferente kindstipos of cancerCâncer.
327
769513
2225
Há muitos tipos de cancro.
13:03
EachCada one originatesorigina-se in a particularespecial partparte of the bodycorpo,
328
771738
2978
Cada um deles tem origem
numa determinada parte do corpo
13:06
and then some kindstipos of cancerCâncer will spreadespalhar
329
774716
2966
e depois alguns tipos
de cancro espalham-se
13:09
or metastasizemetástase to particularespecial other tissuestecidos
330
777682
2830
ou criam metástases
noutros tecidos particulares
13:12
where they mustdevo be gettingobtendo
resourcesRecursos that they need.
331
780512
2880
onde têm que ir buscar
os recursos de que precisam.
13:15
So if you think from the perspectiveperspectiva
332
783392
1808
Se pensarmos segundo a perspetiva
13:17
of earlycedo metastaticmetastático cancerCâncer cellscélulas
333
785200
1950
das células cancerígenas metastáticas
13:19
as they're out searchingprocurando around
334
787150
1623
quando elas andam à procura
13:20
for the resourcesRecursos that they need,
335
788773
2317
dos recursos de que precisam,
13:23
if those resourcesRecursos are clusteredem cluster,
336
791090
1983
se esses recursos estiverem concentrados,
13:25
they're likelyprovável to use interactionsinterações for recruitmentrecrutamento,
337
793073
3013
provavelmente usarão
interações para recrutamento.
13:28
and if we can figurefigura out how
cancerCâncer cellscélulas are recruitingrecrutamento,
338
796086
3093
Se conseguirmos saber como
é que as células cancerígenas recrutam,
13:31
then maybe we could setconjunto trapsarmadilhas
339
799179
2347
talvez possamos montar armadilhas
13:33
to catchpegar them before they becometornar-se establishedestabelecido.
340
801526
4049
para as apanhar antes
de elas se instalarem.
13:37
So antsformigas are usingusando interactionsinterações in differentdiferente waysmaneiras
341
805575
3235
As formigas usam interações
de modos diferentes
13:40
in a hugeenorme varietyvariedade of environmentsambientes,
342
808810
2602
numa enorme variedade de ambientes.
13:43
and we could learnaprender from this
343
811412
1821
Podemos aprender com isso
13:45
about other systemssistemas that operateoperar
344
813233
1777
sobre outros sistemas que funcionam
13:47
withoutsem centralcentral controlao controle.
345
815010
2337
sem controlo central.
13:49
UsingUsando only simplesimples interactionsinterações,
346
817347
1979
Usando apenas simples interações,
13:51
antformiga coloniescolônias have been performingrealizando
347
819326
1795
as colónias de formigas têm desempenhado
13:53
amazingsurpreendente featsfeitos for more than 130 millionmilhão yearsanos.
348
821121
3633
feitos espantosos desde
há mais de 130 milhões de anos.
13:56
We have a lot to learnaprender from them.
349
824754
2140
Temos muito a aprender com elas.
13:58
Thank you.
350
826894
2738
Obrigada.
(Aplausos)
14:01
(ApplauseAplausos)
351
829632
2733

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ABOUT THE SPEAKER
Deborah Gordon - Ecologist
By studying how ant colonies work without any one leader, Deborah Gordon has identified striking similarities in how ant colonies, brains, cells and computer networks regulate themselves.

Why you should listen

Ecologist Deborah M. Gordon has learned that ant colonies can work without central control by using simple interactions like how often the insects touch antennae. Contrary to the notion that colonies are organized by efficient ants, she has instead discovered that evolution has produced “noisy” systems that tolerate accident and respond flexibly to the environment. When conditions are tough, natural selection favors colonies that conserve resources.

Her studies of ant colonies have led her and her Stanford colleagues to the discovery of the “Anternet,” which regulates foraging in ants in the same way the internet regulates data traffic. But as she said to Wired in 2013, "Insect behavior mimicking human networks ... is actually not what’s most interesting about ant networks. What’s far more interesting are the parallels in the other direction: What have the ants worked out that we humans haven’t thought of yet?" Her latest exploration: How do ants behave in space?

More profile about the speaker
Deborah Gordon | Speaker | TED.com