スティグマージ

スティグマージ（/ ˈ s t ɪ ɡ m ər dʒ i / STIG-mər-jee）は、環境を介してエージェントまたはアクション間で間接的に調整を行うメカニズムです。^[1]原理は、個々のアクションによって環境に残された痕跡が、同じエージェントまたは異なるエージェントによる後続のアクションの実行を刺激するというものです。環境内の痕跡に反応するエージェントは、正の適応度の利点を受け取り、時間の経過とともにこれらの行動が集団内で固定される可能性が強化されます。^[2]

スティグマージは自己組織化の一形態である。これは、エージェント間の計画、制御、直接的なコミュニケーションを必要とせずに、複雑で一見知的な構造を生み出す。そのため、記憶や互いの個々の認識を欠く可能性のある非常に単純なエージェント間の効率的なコラボレーションをサポートする。^{[1] [3]}

「スティグマージ」という用語は、1959年にフランスの生物学者ピエール＝ポール・グラッセがシロアリの行動について言及するために導入した。彼はこれを「働きアリが達成した成果による働きアリの刺激」と定義した。これはギリシャ語のστίγμα stigma「印、兆候」とἔργον ergon「仕事、行動」に由来しており、あるエージェントの行動が環境に兆候を残すという概念を表している。その兆候はエージェント自身と他のエージェントによって感知され、その後の行動を決定し、刺激する。^{[4] [5]}

その後、追加作業の誘導に特有のスティグマージ現象と、より一般的で作業に特有でない誘発とが区別されるようになり、EOウィルソンはギリシャ語のσῆμα sema「記号、トークン」とτέκτων tecton 「職人、建築者」からセマテクトニックコミュニケーションという用語を作った^[6]。「追加作業の誘導という特殊なケースも含め、他の動物が行った作業の証拠によって何らかの行動や生理学的変化が喚起されることを表す、より一般的で、いくぶん不器用でない表現が必要である。」

スティグマージは現在、群知能の分野における重要な概念の一つである。^[7]

スティグマージは社会性昆虫で初めて観察された。例えば、アリは餌を見つけたとき、巣に戻る途中でフェロモン（痕跡）を残すことで情報を交換している。このようにして、アリは集団で複雑な痕跡のネットワークを開発し、巣をさまざまな餌源に効率的に接続している。アリが餌を探して巣から出てくると、フェロモンに刺激されて痕跡をたどって餌源に向かう。痕跡のネットワークはアリのコロニーの共有外部記憶として機能する。^[8]

コンピュータサイエンスでは、この一般的な方法は、アリコロニー最適化と呼ばれるさまざまな技術に適用されており、有望と思われる経路に沿って「仮想フェロモン」を配置することで複雑な問題の解決策を探します。^[9]人工ニューラルネットワークの分野では、スティグマージは計算メモリとして使用できます。フェデリコ・ガラトロは、スティグマージメモリが、 LSTMなどのより複雑で確立されたニューラルネットワークアーキテクチャと同じパフォーマンスを実現できることを示しました。^{[10] [11]}

シロアリなどの他の真社会性生物は、単純な分散ルールセットに従ってフェロモンを使用して複雑な巣を構築します。各昆虫は、環境から「泥団子」または同様の材料をすくい上げ、フェロモンを注入して地面に置きます。最初はランダムな場所に置きます。しかし、シロアリは巣仲間のフェロモンに惹かれるため、自分の泥団子を隣人の泥団子の上に落とす可能性が高くなります。泥の山が大きくなるほど、より魅力的になり、より多くの泥が追加されます（正のフィードバック）。時間が経つにつれて、柱、アーチ、トンネル、部屋が構築されます。^[12]

スティグマージは細菌で観察されており、細菌の様々な種が異なる細胞型に分化し、洗練された時間的および空間的制御システムによって導かれる集団行動に参加しています。^{[13]多細胞行動の素晴らしい例は、}粘液細菌に見ることができます。粘液細菌は、細胞間分子シグナルによってまとめられた多くの細胞を含む群れで移動します。ほとんどの粘液細菌は捕食性です。個体は、獲物の微生物を消化するために使用される細胞外酵素の蓄積を可能にするため、集合から利益を得ます。栄養素が不足すると、粘液細菌細胞は子実体に集まり、その中で群がった細胞は厚い細胞壁を持つ休眠中の粘液胞子に変身します。子実体形成のプロセスは、細胞成長が孤立した細胞ではなく、粘液細菌のグループ（群れ）で再開されることを保証することで、粘液細菌に利益をもたらすと考えられています。同様のライフサイクルは、細胞性粘菌の間でも発達しています。最もよく知られている粘液細菌であるMyxococcus xanthusとStigmatella aurantiacaは、原核生物の発生モデルとして様々な研究室で研究されています。 ^[14]

真社会性生物や物理システムで研究されているスティグマージは、ロボットシステム、^[15]、マルチエージェントシステム、^{[16] 、}コンピュータネットワークにおけるコミュニケーション、オンラインコミュニティを分析するためのモデルとして提案されている。^[17]

インターネットには、共有仮想環境のローカル部分のみを変更することでユーザーがやりとりする共同プロジェクトが数多くあります。Wikipediaはその一例です。^{[18] [19]} wikiやFreeBSD カーネル^[20]などのオープンソースソフトウェアプロジェクトで利用できる膨大な情報構造は、シロアリの巣に例えることができます。つまり、最初のユーザーがアイデアの種 (泥団子) を残し、それが他のユーザーを引き寄せ、他のユーザーがこの最初の概念を基にして修正を加え、最終的には複雑な思考構造が構築されるのです。^{[21] [22]}

さらに、スティグマージの概念は、建築設計などの共同作業がどのように統合されるかを説明するためにも使用されています。現代の大規模な建物の設計には、大規模で多様な関係者のネットワーク（建築家、建築エンジニア、静的エンジニア、建築サービスエンジニアなど）が関与します。彼らの分散した活動は、スティグマージの実践を通じて部分的に統合される可能性があります。^{[23] [24] [25]}

21世紀におけるオープンソースソフトウェアの台頭は、一部のプロプライエタリソフトウェアプロバイダーのビジネスモデルを混乱させ、 Wikipediaのようなオープンコンテンツプロジェクトはブリタニカのような企業のビジネスモデルを脅かしています。研究者は共同オープンソースプロジェクトを研究し、大規模なピアプロダクションの出現と贈与経済の成長についての洞察を提供していると主張しています。^[26]

オキュパイ運動、ウィキリークス、アノニマスと関係のあるヘザー・マーシュは、原動力としての競争をより協力的な社会に置き換える新しい社会システムを提案している。^[27]この提案された社会は、代表制民主主義ではなく、アイデアと行動に基づく新しい形態の統治とスティグマジーを含む協力的な方法を使用する。^{[28] [29] [30]}「スティグマジーでは、最初のアイデアは自由に与えられ、プロジェクトはアイデアによって推進されるのであって、個人または個人のグループによって推進されるのではない。アイデアを提案したりプロジェクトを開始したりするために、個人が許可（競争的）または合意（協力的）を必要とすることはない。」^[28]

2014年の香港雨傘運動では、スティグマギーを前進させる方法として推奨する人もいたと引用されている。^{[31] [32]}

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