Decentraliserede systemer er mere effektive til at nå et mål, når dets komponenter ikke er alt for dygtige

Et team af forskere, herunder Neil Johnson, professor i fysik ved George Washington University, har opdaget, at decentrale systemer fungerer bedre, når de enkelte dele er mindre i stand.

Dr. Johnson var interesseret i at forstå, hvordan systemer med mange bevægelige dele kan nå et ønsket mål eller mål uden centraliseret kontrol. Dette undersøger en fælles teori om, at decentraliserede systemer, dem uden en central hjerne, ville være mere modstandsdygtige over for skader eller fejl.

Denne forskning har potentiale til at informere alt fra, hvordan man effektivt strukturerer en virksomhed, bygge et bedre autonomt køretøj, optimere næste generations kunstige intelligens-algoritmer-og kunne endda ændre vores forståelse af evolution. Nøglen ligger i at forstå, hvordan det "søde sted" mellem decentrale og centraliserede systemer varierer med hvor kloge stykkerne er, Dr. Johnson sagde.

Teamet byggede en beregningsmodel af et decentraliseret system, justere variabler for at afspejle, hvordan komponenter kunne forbedres over tid og blive mere effektive til at løse problemer. Dr. Johnson var overrasket over at opdage, at da hans forskerhold gjorde individuelle stykker bedre, hele systemet fungerede dårligere. Efterhånden som delene bliver klogere, de laver tilsammen mere væsentlige fejl og gentager fejl fra fortiden, han sagde.

"Vi fandt ud af, at når du har en samling objekter, der fungerer på en decentraliseret måde, og de enkelte objekter bliver bedre til at behandle oplysninger, hele systemet bliver værre, fordi de har tendens til at danne folkemængder, selvom der ikke er noget i dem, der siger 'Jeg vil være medlem af en skare, '"Sagde Dr. Johnson." Bare den måde, du ser på mønstre, efterhånden som du får mere hukommelse, det kan låse dig fast i en bestemt fejlagtig måde at se tingene på."

Når en alt for dygtig systemkomponent arbejder på en opgave, det vil begynde at korrigere sig selv, når der sker fejl for at nå målet. Dette fører til overrettelser, der tager systemet længere væk fra dets slutpunkt, "det værste det kunne gøre, "Sagde Dr. Johnson.

Dr. Johnson sammenlignede dette med et scenario, hvor en gruppe venner går i kano ned ad en flod. Hvis nogle padler til venstre, og nogle padler til højre, kanoen ville bevæge sig i en lige linje. Hvis pludselig, imidlertid, hver person i kanoen besluttede at padle til venstre, dette ville skabe en række overkorrektioner, hvilket resulterer i en forsinkelse i at komme til deres destination.

"Decentraliserede systemer er gode, så længe objekterne ikke bliver for smarte, "sagde han." Når de begynder at blive for smarte, begynder dit system at vende den ene eller den anden vej. "

Hans budskab til personer, der arbejder inden for et organisationssystem? Overtænk det ikke.

Dr. Johnson mener, at disse fund kan have anvendelser til teknologiudvikling. Forfatterne forudsiger, at autonome køretøjer kunne klare sig bedre med enklere komponenter og antyder, at personer med beskadiget hjernefunktion kunne genvinde nogle tidligere tabte funktioner, hvis de enkelte komponenter, for eksempel arm- eller benmuskler, fås enkle instruktioner direkte. Deres arbejde foreslår også et nyt perspektiv på, hvorfor biologisk evolution sprang fra mindre komplekse organismer som larver til organismer med centraliserede nervesystemer.

Undersøgelsen blev offentliggjort i dag i Videnskab fremskridt .