Bilgisayar programcıları balarılarından örnek alıyor 2

 

İnternet ortamında alışveriş yoğunluğunun giderek artması, beraberinde bazı önemli sorunları da getiriyor. Müşterilerin alışveriş davranışları çoğu zaman beklenenin dışında ve birbirlerinden tamamen farklı olabiliyor. Bu durumun ortaya çıkardığı değişken trafik ise on-line satış yapan internet sunucuları üzerinde ani yüklenmeler meydana getiriyor (Sunucu: Bir ağın kaynaklarını işleten ve istemci bilgisayarlara hizmet sunan bilgisayar). İşte bu yüklenmeleri düzenleyebilecek teknolojiler geliştirmek için Oxford Üniversitesi ve Georgia Teknoloji Enstitüsü'nden uzmanlar birlikte çalışıyor. Araştırmacılar bu çalışmalarda, trafiği etkin bir şekilde zaten düzenlemiş olan b ir topluluğu örnek alıyorlar. İnternet sunucularını trafiğin ‘vızır vızır' olduğu anlarda rahatlatabilecek teknolojilerde, ‘balarısı kolonilerinin' davranışları taklit ediliyor.

 

İnternette gerçekleştirilen hisse alım satımlarında, alışverişlerde veya açık artırmalarda müşterilerin aniden birikmesi; sunucu işleten firmalar için büyük zorluk oluşturuyor. Karlarını maksimuma çıkarmak için, bağlı oldukları bilgisayarları an ve an kontrol edip, hızlı müdahalelerle değişen talep seviyelerine uyum sağlayabilir halde tutmaları gerekiyor. Ancak bir bilgisayara bir anda sadece tek bir ağ uygulaması yüklenebilir olması bir handikap oluşturuyor. Bu uygulamaları art arda değiştirmek, bilgisayarın kendini yeniden ayarlaması için gerekli olan 5 ila 7 dakikalık süre boyunca kesinti, yani zarar meydana getiriyor.

 

Arıların yaptığı işte de benzer bir problem göze çarpar. Çiçek toplulukları kalite açısından değişkenlik gösterir. Bu yüzden, nektar toplama oranını maksimuma çıkarmaya yönelik hareket eden bir kolonide, her bir çiçek topluluğuna kaç arının gönderileceği, bu arıların orada ne kadar vakit geçirecekleri gibi kararların sorun oluşturabileceği düşünülebilir. Ancak arıların son derece verimli çalışma sistemi sayesinde böyle bir sorun yaşanmadan işler kolaylıkla halledilir.

 

Bir kovandaki arıların beşte biri nektar toplayıcı olarak görev yapıyor. Bunların görevi, çiçek topluluklarıyla kovan arasında mekik dokumak ve

olabildiğince fazla miktarda nektar toplayabilmek. Bunlar kovana döndükleri zaman yüklerini, kovanın bakıcılığını yapan ve yiyecekleri depolayan arılardan birine devrediyorlar. Nektarı devralan arılar da bunları petek gözlere güzelce yerleştiriyorlar. Nektar taşıyıcı arı, arkadaşlarının uğradığı çiçek topluluklarının kendisinin bulduğu çiçek topluluğuna oranla ne kadar verimli olduğunu anlamada yine kovandaki arkadaşlarından yararlanıyor. Görünüşe göre arı, kovana geldiğinde yükünü devredebileceği, meşgul olmayan bir arı bulmak için geçen süreye bakıyor. Eğer bu bekleyiş çok uzun sürerse, o zaman nektar toplayıcı arı bunu kendi çiçek topluluğunun üst kalitede olmadığını, diğer arıların çoğunun da başarılı arayışlar gerçekleştirdiğine bir işaret olarak alıyor. Ancak eğer nektarını kendisinden devralacak çok sayıda arıyla karşılaşırsa, yükünün iyi kalite olması ihtimali artıyor.

 

Görüldüğü kadarıyla, bu bilgiyi kullanan arı, çiçek topluluğunun daha fazla zahmete değer olup olmadığına karar veriyor. Eğer değerse, diğerlerinin kendisini takip etmesi için ünlü dansını yapıyor. Bu dansın uzunluğu, bir çiçek topluluğunun ne kadar karlı olabileceğine işaret ediyor.

 

İngiltere'deki Ox­ford Üniversitesi'nden Sunil Nakrani ile ABD'nin Atlanta kentindeki Georgia Teknoloji Enstitüsü'nden Craig Tovey, arıların stratejisini internet sunucularının problemlerine uyarladılar. Bu uyarlamada, her bir sunucu, nektar toplayıcı arı; müşteri talebi de çiçek topluluğu rolünü üstlendi. Dr. Nakrani ve Dr. Tovey böylelikle internet sunucuları “kovanları” için bir “balarısı” algoritması geliştirdiler. (algoritma: bilgisayar programı uygulamalarında kullanılan, aşamalı problem çözme süreci)

 

Bir sunucu, arıların dansla gerçekleştirdiği işi, bir reklam üreterek ve reklamı kovandaki diğer sunuculara yollayarak yapıyor. Bu reklamın süresi, o sunucunun müşterilerinin önemini ve karlılığını yansıtıyor. Diğer sunucular reklamı okuyup arı dansındaki talimatları izleyen işçi arılar gibi davranıyor: Reklamı ve kendi tecrübelerini değerlendirmeye katarak o an hizmet ettikleri müşterilerden, reklamı gönderen sunucunun hizmet etmekte olduğu müşterilerine geçiş yapıp yapmama konusunda karar veriyorlar.

 

Dr. Nakrani ve Dr. Tovey, geliştirdikleri balarısı algoritmasını, çoğu internet ev sahipliği sağlayıcısı (internet host providers) tarafından hali hazırda kullanılmakta olan ve ‘açgözlü’ algoritma olarak isimlendirilen algoritmayla kıyasladılar. Açgözlü algoritma geriye dönüktür; zamanı eşit dilimlere böler ve bir önceki dilimde en karlı düzenlemenin ne olduğunu tespit ederek yeni dilimde sunucuları müşterilere ona göre tahsis eder. Trafiğin son derece değişken olduğu anlarda, balarısı algoritması açgözlü algoritmadan %20 daha iyi performans ortaya koydu. Belki yakın bir gelecekte balarısı logaritmasıyla çalışan sunucular yaygınlaşacak ve o zaman internet için ‘interkoloni’ terimini kullanmak daha uygun olacak.

 

Bilim adamlarınca gerçekleştirilen bu çalışma doğada ne kadar akılcı çözümlerin bulunduğunu birebir uyumlu bir benzetmeyle gösteriyor.

İnternet sunucularındaki problemle arı kolonisince çözülmüş olan problem birbirinin aynısı gibi. Nitekim balarısı kolonisi modelinin uyarlanmasıyla gerçekleştirilen çalışmada elde edilen başarı bunun bir göstergesi. Peki ama arıların bilgisayar programcılarına sunduğu bu çözümün temeli nereden geliyor? Bilgisayar programcıları bunu arı davranışlarından örnek aldığı halde arıların böyle bir imkanı bulunmuyor.

Çünkü bilgisayar programcılarının arıları taklit etmesi muhakemeye dayalı, bilinçli bir düşünme sürecinin ürünü olduğu halde arıların böyle bir düşünme yeteneği bulunmuyor. Problemin çözülmesi, öncelikle problemin farkında olmayı, problemi ortaya çıkaran faktörleri analiz etmeyi, bunların problem geneline ve birbirlerine etkisini düşünüp ortaya çıkarmayı ve nihayet buna alternatif uygulamalar üzerinde karar vererek probleme müdahale edilmesi gibi aşamaları gerektirir.

 

Elbette ortalama 20.000 ila 50.000 bireyden meydana gelen bir arı kolonisinde böyle bir problem çözme süreci gerçekleşmiş olamaz.

Normalde kargaşa ve ayrılık içinde olması beklenecek bu kadar çok sayıda canlının, ortak bir karar almışçasına en verimli nektar toplama stratejilerini uygulayarak enerji tasarrufu sağlamasının tek bir akılcı açıklaması olabilir. Arı kolonisindeki problemin bilgisi ve çözümü üstün akıl sahibi bir Yaratıcının eseridir. Hiç şüphesiz arı kolonisini var eden ve onları birarada tutan göklerin, yerin ve ikisi arasındaki herşeyin Yaratıcısı olan Yüce Allah'tır. Arı kolonisindeki strateji de Allah'ın arılara vahyetmesinin sonucudur. Allah bunu Nahl Suresi'nde şöyle bildirmektedir:


“Rabbin bal arısına vahyetti: Dağlarda, ağaçlarda ve onların kurdukları çardaklarda kendine evler edin.

Sonra meyvelerin tümünden ye, böylece Rabbinin sana kolaylaştırdığı yollarda yürü-uçuver. Onların karınlarından türlü renklerde şerbetler çıkar, onda insanlar için bir şifa vardır. Şüphesiz düşünen bir topluluk için gerçekten bunda bir ayet vardır.” (Nahl Suresi, 68-69)


1- “Bu yazıdaki tefekkürler, bilim yazarı Kate Ravilious’un The Economist dergisinde yayınlanan makalesini dayanak almaktadır.
Referans: Kate Ravilious, “Honey bees and internet optimisation,” The Economist, 15 Nisan 2004
2- “The Internest” The Economist, 17 Nisan 2004,