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Biomímesis en acción (08)
El rastro de las hormigas se reescribe
Estigmergia, refuerzo y navegación dependiente de la trayectoria
Las rutas que se vuelven familiares
Los sistemas de gestión de conocimiento desarrollan rutas habituales. Una búsqueda produce ciertos registros antes que otros; un encabezamiento de materia reúne materiales bajo un término y no bajo otro; una referencia cruzada dirige al lector en una dirección determinada; una clasificación familiar ofrece un lugar ya disponible para algo recién incorporado. Con el tiempo, algunas de estas rutas se vuelven tan corrientes que su historia desaparece de la vista. Parecen formar parte de la propia estructura.
Parte de esta estabilidad es necesaria. Un catálogo que inventara una ruta nueva para cada búsqueda sería inutilizable, del mismo modo que una clasificación que se reorganizara continuamente dificultaría la interpretación de la descripción acumulada. La repetición crea continuidad. Permite que el trabajo de una persona siga siendo inteligible para otra y da a los usuarios cierta expectativa acerca de dónde podrían encontrarse las cosas.
Pero la repetición tiene sus propias consecuencias. Una ruta que ya existe suele ser más fácil de utilizar que otra que primero debe ser imaginada, justificada, documentada y mantenida. Un término presente en miles de registros tiene una ventaja infraestructural frente a otro que obligaría a revisarlos. Una parte del catálogo con conexiones numerosas es más fácil de encontrar que un registro aislado. La organización previa modifica las condiciones en las que se toman decisiones posteriores.
En muchas especies de hormigas que forman rastros, ocurre algo comparable mediante el refuerzo químico. Las obreras que buscan alimento depositan feromonas mientras se desplazan, y las hormigas que llegan después pueden responder a la concentración y distribución de esas huellas. Una ruta que recibe más tránsito puede adquirir una señal más intensa y atraer todavía más tránsito. Cada paso deja así información que puede afectar los movimientos posteriores.
La ruta adquiere una historia que influye en lo que ocurre después.
Una ruta bajo revisión química
Muchas hormigas conducen a sus compañeras hacia una fuente de alimento depositando señales químicas a lo largo de la ruta entre determinado recurso y el hormiguero. Una exploradora que regresa puede dejar un rastro de feromonas, y las obreras que encuentran ese rastro pueden responder siguiéndolo. Si algunas de esas hormigas también alcanzan el alimento y refuerzan la misma ruta, la señal química se intensifica y puede atraer todavía más tránsito.
Esto produce una retroalimentación positiva. Una pequeña diferencia inicial entre dos rutas posibles puede amplificarse mediante el uso repetido. Los experimentos con hormigas argentinas ofrecieron una demostración temprana e influyente. Cuando se presentaron a las colonias ramales alternativos entre el nido y el alimento, las diferencias en el tiempo de recorrido y en el refuerzo mediante feromonas podían hacer que el tránsito se concentrara en la ruta más corta, aunque ninguna hormiga individual hubiera comparado las alternativas completas ni calculado sus longitudes (Goss et al. 1989).
El mecanismo se hizo famoso porque ofrece un ejemplo notable de coordinación colectiva sin planificación central de la ruta. Sin embargo, el relato habitual resulta demasiado simple si se lo deja ahí. Los rastros de feromonas funcionan junto a otras fuentes de información. Las hormigas pueden utilizar memoria individual, información visual, geometría de las rutas, encuentros con compañeras de nido, calidad del alimento y varias señales químicas con funciones diferentes. Una revisión importante sobre rastros de feromonas describe el forrajeo de las colonias como resultado de la interacción entre procesos de retroalimentación positiva y negativa, y no como el seguimiento automático de una única instrucción química (Czaczkes, Grüter y Ratnieks 2015).
El rastro es, por consiguiente, un entorno informacional cambiante. Su estado actual refleja en parte el tránsito anterior, mientras que las condiciones presentes continúan modificándolo. Lo que una hormiga encuentra sobre el terreno ya ha sido moldeado por las hormigas que pasaron antes.
Estigmergia y memoria de uso
Esta forma de coordinación pertenece a una familia más amplia de procesos descritos como estigmergia. Pierre-Paul Grassé introdujo el término en 1959 mientras estudiaba la construcción de nidos en termitas. Su interés era explicar cómo podía surgir una construcción aparentemente coordinada cuando las obreras respondían localmente a una estructura que la actividad previa ya había modificado. El trabajo realizado en un momento determinado cambiaba el entorno que encontraban las obreras que llegaban después, permitiendo que la coordinación continuara sin que fuera necesario transmitir entre ellas un plan completo (Grassé 1959).
Los rastros de feromonas de las hormigas se convirtieron en uno de los ejemplos más conocidos del mismo principio general. Un individuo deja una huella en un entorno compartido; esa huella afecta el comportamiento posterior; el comportamiento posterior vuelve a modificar el entorno. La característica importante es temporal. Los individuos implicados no necesitan encontrarse, y la obrera que llega después no necesita saber quién produjo la condición a la que responde.
Para los sistemas de conocimiento, esto permite distinguir entre registros de actividad y huellas que participan en la actividad posterior. Las bibliotecas conservan enormes cantidades de evidencia sobre lo que ya ha sucedido: registros de ingreso, historiales de circulación, catálogos anteriores, clasificaciones reemplazadas, notas de revisión, estadísticas, correspondencia y registros de actividad. Gran parte de este material puede mantenerse en un ámbito completamente histórico. Su existencia no modifica necesariamente lo que un usuario o un bibliotecario encuentre después.
Pero otras huellas sí afectan las posibilidades posteriores. Un enlace añadido a un registro crea otra ruta a través del catálogo. Una etiqueta utilizada repetidamente se vuelve más fácil de encontrar y reutilizar. Los datos de uso pueden influir en recomendaciones o presentaciones. Los recuentos de citas pueden afectar la visibilidad dentro de entornos de búsqueda académica. Incluso sin algoritmos sofisticados, la práctica descriptiva acumulada puede hacer que ciertas decisiones resulten más fáciles de repetir simplemente porque el trabajo anterior ya está ahí.
En esos casos, la historia del uso ha entrado en la estructura operativa del sistema.
Cuando el éxito se refuerza a sí mismo
El refuerzo puede ser extremadamente útil cuando un sistema debe responder con rapidez a información distribuida entre muchos individuos. Si las exploradoras alcanzan una y otra vez un recurso interesante a través de una ruta determinada, amplificar esa ruta concentra la actividad allí donde ha tenido éxito. Ninguna obrera necesita una visión general de todo el paisaje para que la colonia aproveche eficazmente la experiencia colectiva.
El mismo proceso puede hacer que un éxito anterior resulte difícil de reconsiderar. Una vez que una ruta atrae un tránsito considerable, el tránsito continuado refuerza las condiciones que la favorecen. Una opción ya establecida parte, por lo tanto, de una posición distinta de la de una alternativa aún no utilizada. Las decisiones posteriores se toman en un entorno ya modificado por decisiones anteriores.
Aquí los rastros de las hormigas resultan especialmente interesantes para la bibliotecología. Una práctica descriptiva puede persistir porque sigue funcionando razonablemente bien, pero su uso continuado también hace que reemplazarla resulte cada vez más difícil. Un encabezamiento de materia presente en todo un catálogo es más fácil de reutilizar que una alternativa menos familiar. Un conjunto de registros con vínculos abundantes y una descripción rica atrae más consultas, en parte porque esas conexiones facilitan el descubrimiento de los materiales. Los materiales descritos de manera deficiente o mediante un vocabulario poco familiar para los usuarios actuales pueden seguir siendo difíciles de encontrar y, en consecuencia, generar escasa evidencia de uso.
Las estadísticas de uso pueden contener, por lo tanto, algo más que información sobre la demanda. También pueden contener huellas de las condiciones bajo las cuales esa demanda pudo manifestarse.
Este problema se ha vuelto especialmente visible en los sistemas de recomendación. Las investigaciones sobre el "sesgo de popularidad" han mostrado cómo los elementos que ya ocupan posiciones destacadas pueden recibir una exposición e interacción adicionales, que a su vez pueden aportar nuevas evidencias de popularidad. La literatura académica no respalda la idea de tratar la popularidad en sí misma como un defecto: los materiales populares pueden serlo por buenas razones, y las consecuencias dependen en gran medida del sistema y de su propósito. Lo relevante aquí es la posibilidad de refuerzo, porque el uso observado puede reflejar en parte la visibilidad producida por rondas anteriores de recomendación u ordenamiento (Klimashevskaia et al. 2024).
Las bibliotecas conocen desde hace mucho una versión menos algorítmica de la misma dificultad. Una circulación baja no demuestra que una colección tenga poco valor. Puede indicar una descripción deficiente, una ubicación poco favorable, un acceso restringido, una terminología poco familiar, una promoción limitada o una comunidad de usuarios a la que la institución no llega realmente. Cuando la posibilidad de descubrimiento y el uso se afectan mutuamente, el registro estadístico no puede interpretarse de manera independiente de las rutas por las que los usuarios llegaron al material.
Cómo un rastro pierde autoridad
Si el refuerzo mediante feromonas se limitara a acumularse, una ruta establecida podría volverse cada vez más difícil de abandonar. Los sistemas reales de exploración de las hormigas contienen procesos que limitan ese efecto. Tales procesos varían según las especies y las circunstancias.
Los experimentos con Lasius niger ofrecen un ejemplo particularmente útil. Czaczkes, Grüter y Ratnieks descubrieron que las obreras depositaban una cantidad considerablemente menor de feromonas en condiciones de aglomeración. Las hormigas respondían a encuentros locales a lo largo del rastro, y el aumento de la densidad reducía la producción de la señal de reclutamiento responsable de la retroalimentación positiva. El resultado era un mecanismo de retroalimentación negativa que operaba mediante una reducción del refuerzo (Czaczkes, Grüter y Ratnieks 2013).
Experimentos relacionados examinaron la aglomeración en los sitios de alimentación, en lugar de los encuentros a lo largo del rastro. Cuando se restringía el acceso a un comedero ya establecido, las exploradoras que no lograban alimentarse lo abandonaban y tenían mayor probabilidad de encontrar una alternativa que ofrecía mejores posibilidades de acceso al alimento. Como consecuencia, las colonias podían redirigir exploradoras hacia esa alternativa. El modelado basado en agentes mostró también que el cambio no requería la degradación de la feromona: las exploradoras que no habían logrado alimentarse podían descubrir otra fuente mientras el rastro anterior seguía presente (Grüter et al. 2012).
Ese resultado vuelve la comparación biológica considerablemente más interesante que una simple historia sobre huellas químicas que se desvanecen con el tiempo. La posibilidad de revisión no depende únicamente del olvido. Una ruta anterior puede seguir presente mientras cambia su capacidad de atraer nuevas adhesiones.
Los sistemas de conocimiento enfrentan una distinción análoga. Las estructuras históricas con frecuencia necesitan seguir siendo visibles, porque explican cómo se organizaron, describieron o interpretaron las colecciones. Pero la visibilidad continuada no exige una autoridad continuada. Un encabezamiento de materia obsoleto puede seguir siendo documentado sin continuar siendo el término preferido. Una clasificación anterior puede seguir siendo recuperable mientras la descripción actual utiliza otra organización. Los historiales de uso pueden conservarse sin necesidad de que la popularidad acumulada determine todas las rutas futuras a través de una colección.
Un sistema capaz de revisión necesita, por lo tanto, algún mecanismo que permita que las estructuras heredadas dejen de condicionar su funcionamiento actual sin borrar su historia.
Rutas a través del conocimiento
El valor práctico de este mecanismo resulta más claro allí donde los bibliotecarios trabajan con sistemas que acumulan huellas de su propio uso. Las interfaces de búsqueda, las herramientas de recomendación, las etiquetas generadas por usuarios, los registros enlazados, los servicios de citas, los términos utilizados con frecuencia, las exposiciones digitales y la descripción colaborativa pueden permitir que la actividad anterior afecte la navegación posterior. La intensidad de ese efecto varía enormemente, y muchos sistemas bibliotecarios siguen funcionando mediante reglas establecidas explícitamente por autoridades profesionales o institucionales, más que mediante retroalimentación derivada del uso.
Llamar estigmérgica a toda práctica repetida volvería inútil el concepto. Un catalogador que sigue RDA porque la política institucional así lo exige está respondiendo a una regla. El catalogador que elige un término porque miles de registros heredados ya lo han convertido en la ruta disponible más sencilla se encuentra sometido a otro tipo de presión histórica. Un sistema de búsqueda que ordena los resultados según campos y ponderaciones explícitas constituye, a su vez, un caso distinto de otro que incorpora interacciones previas de los usuarios en el ordenamiento posterior.
El rastro de las hormigas dirige la atención hacia esas diferencias porque obliga a examinar el mecanismo. ¿Dónde permanece la evidencia de la actividad anterior? ¿Cómo la encuentra un participante posterior? ¿El encuentro con esa huella modifica una decisión posterior? ¿El uso repetido refuerza la misma ruta? ¿En qué condiciones puede hacerse viable otra?
Estas preguntas pueden formularse sin asumir que una organización descentralizada sea lo más deseable. Permiten examinar una parte de la infraestructura del conocimiento que puede pasar inadvertida con facilidad: los sistemas no se limitan a organizar materiales. Mediante el uso repetido, algunos también acumulan condiciones que influyen en la manera en que su propia organización volverá a utilizarse.
Lo que el rastro de hormigas no resuelve
Las hormigas forrajeras enfrentan problemas mucho más limitados que los de las bibliotecas, los archivos, los museos y las comunidades responsables de la gestión del conocimiento. Una ruta exitosa puede evaluarse en términos de acceso al alimento, tiempo de recorrido, tránsito o rendimiento energético. Una ruta descriptiva exitosa no puede juzgarse con tanta sencillez. Una clasificación puede favorecer una recuperación eficiente y, al mismo tiempo, reproducir una terminología que una comunidad rechaza. Una colección muy utilizada puede recibir recursos desproporcionados mientras materiales menos visibles permanecen desatendidos. Una ruta puede ser eficiente y, aun así, codificar una mala decisión.
El refuerzo mediante feromonas tampoco tiene equivalente alguno en el ámbito de la responsabilidad profesional. Las hormigas no necesitan explicar por qué una ruta se volvió dominante, documentar quién quedó excluido de su establecimiento, conservar interpretaciones en competencia ni negociar derechos sobre el recurso al que conduce. Esas obligaciones pertenecen a las instituciones humanas, y no pueden derivarse del comportamiento colectivo de los insectos.
La comparación resulta útil, por lo tanto, dentro de un contexto limitado. Los rastros de las hormigas muestran cómo la actividad previa puede quedar incorporada en un entorno e influir en la actividad posterior, cómo el éxito repetido puede amplificar una ruta, y cómo los procesos de retroalimentación pueden conservar cierta capacidad de cambio cuando las circunstancias se modifican.
Para los sistemas de conocimiento, la consecuencia es menos una receta de diseño que una pregunta sobre las rutas heredadas. Todo catálogo, vocabulario, interfaz y repositorio contiene recorridos moldeados por decisiones anteriores. Algunos merecen continuidad porque siguen siendo útiles. Otros sobreviven en parte porque su uso previo ha facilitado que continúen utilizándose.
Un sistema que registra su historia puede examinar esa herencia. Uno en el que la historia también moldea la navegación futura debe hacer algo más difícil: conservar suficiente continuidad para seguir siendo inteligible y, al mismo tiempo, suficiente libertad para que otro camino pueda volverse posible.
Bibliografía
- Czaczkes, Tomer J., Christoph Grüter, and Francis L. W. Ratnieks. 2013. "Negative Feedback in Ants: Crowding Results in Less Trail Pheromone Deposition." Journal of the Royal Society Interface 10 (81): 20121009.
- Czaczkes, Tomer J., Christoph Grüter, and Francis L. W. Ratnieks. 2015. "Trail Pheromones: An Integrative View of Their Role in Social Insect Colony Organization." Annual Review of Entomology 60: 581–599.
- Goss, Simon, Serge Aron, Jean-Louis Deneubourg, and Jacques M. Pasteels. 1989. "Self-Organized Shortcuts in the Argentine Ant." Naturwissenschaften 76: 579–581.
- Grassé, Pierre-Paul. 1959. "La reconstruction du nid et les coordinations interindividuelles chez Bellicositermes natalensis et Cubitermes sp. La théorie de la stigmergie: essai d’interprétation du comportement des termites constructeurs." Insectes Sociaux 6: 41–80.
- Grüter, Christoph, Roger Schürch, Tomer J. Czaczkes, Keeley Taylor, Thomas Durance, Sam M. Jones, and Francis L. W. Ratnieks. 2012. "Negative Feedback Enables Fast and Flexible Collective Decision-Making in Ants." PLoS ONE 7 (9): e44501.
- Klimashevskaia, Anastasiia, Dietmar Jannach, Mehdi Elahi, and Christoph Trattner. 2024. "A Survey on Popularity Bias in Recommender Systems." User Modeling and User-Adapted Interaction 34: 1777–1834.