حلقة الإحساس والفعل: من البكتيريا إلى الذكاء الاصطناعي سريع
البكتيريا، مثل الإشريكية القولونية، تسبح نحو مصدر الغذاء. الإشارة الكيميائية - تدرج تركيز المادة المغذية - تقودها إلى الأمام، لكن مع كل حركة تتغير الإشارة لأن البكتيريا تنتقل في المكان. تنشأ حلقة تغذية راجعة: إحساس ← فعل ← إحساس جديد. حوّل مؤلفو العمل هذه الحلقة إلى كمية قابلة للقياس، مطبقين فكرة من نظرية المعلومات.
في نظرية المعلومات يمكن حساب عدد البتات (وحدات المعلومات) التي تتدفق من الأعضاء الحسية إلى الأمر الحركي وبالعكس. أُطلق على التدفق الأول اسم التدفق التفاعلي (reactive) - وهو الاستجابة الكلاسيكية للمنبه: المنبه يسبب الاستجابة. أما الثاني فهو التدفق النشط (active): هنا يشكل الفعل نفسه الأحاسيس المستقبلية، كما عندما ندير رؤوسنا لنرى شيئًا بشكل أفضل. أي أن التدفق النشط هو المعلومات التي يرسلها الفعل عائدة إلى النظام الحسي.
بنى الباحثون نموذجًا بسيطًا يمكن من خلاله ضبط هذين التدفقين. أظهر النموذج: إذا كان التدفق النشط صغيرًا جدًا، يتحول الكائن إلى مستشعر سلبي ولا يستكشف البيئة. وإذا كان كبيرًا جدًا، يتجاهل الإشارات المهمة. الأمثل يقع في مكان ما بينهما، ويختلف باختلاف المهام. ففي البكتيريا، على سبيل المثال، يهيمن الجزء التفاعلي: فهي تتبع بشكل أساسي تدرج المادة الكيميائية. أما في الذباب الذي يبحث عن رائحة، فتتغير الاستراتيجية اعتمادًا على مدى قربه من المصدر.
التبادل الثنائي للمعلومات بين الإحساس والحركة سمة مشتركة بين جميع الملاحين، من أبسط الكائنات إلى الاصطناعية. بقياس هذا التبادل، لا يمكن فقط التنبؤ بنجاح البحث، بل أيضًا فهم الاستراتيجية التي يستخدمها الوكيل دون النظر إلى "دماغه". وهكذا تصبح الحلقة التي بدأت ببكتيريا تسبح مفتاحًا لسلوك أي باحث.
تقوم الإشريكية القولونية في الثانية الواحدة "بالتفكير" في حوالي 10 بتات من المعلومات لتقرر إلى أين تسبح. وهذا تقريبًا نفس القدر اللازم لاختيار واحد من بين ألف مسار محتمل.