Besluitvorming in zwermen

Ik ben een artikel aan het schrijven over besluitvorming bij Zelforganisatie. Daar loop ik onherroepelijk tegen de vraag aan - hoe gebeurt dat in de natuur eigenlijk? Bijvoorbeeld in zwermen vogels of scholen vissen. In bijvoorbeeld “De kracht van de zwerm” van Marco Derksen op YouTube zie je prachtige zwermen spreeuwen boven Utrecht.

Dit is aanleiding om dit dan eerst maar eens “bij de kop” te pakken. Jaap van Ginneken schreef er een prachtig boekje over: “De kracht van de zwerm – zelfsturing in de organisatie”. Met de reviews hierop door ErikAlkemade en EdwindeBree zijn dit de bronnen voor dit artikel.

Organiseren betekent letterlijk zoiets als ‘tot organisme of tot organen maken’. Een doelgericht samenwerkingsverband tussen drie of meer individuen, leerde ik op de universiteit. Het klassieke model van organiseren is: er is een leider – die kiest een doel. Daarachter komen dan de volgelingen die in slagorde in een zo recht mogelijke lijn naar dat van tevoren vastgestelde doel gaan. 

Zelforganisatie daarentegen is juist een organisatievorm waarbij zelfsturende delen (individuen/ teams) samen-werken om tot een gemeenschappelijk-gedragen doel te komen. Maar hoe verhoudt zich dan het individu tot het collectief. Hoe komen gezamenlijke besluiten tot stand?

Zwermgedrag doet zich voor bij vissen (scholen), vogels, bijen, mieren maar ook bijvoorbeeld gnoes (kuddes). Een zwerm is:

- een groot aantal gelijksoortige en vrijelijk bewegende eenheden (individuen)

- die zelfstandig, los van elkaar, snel op elkaar én op de omgeving reageren

- en daarbij een soort van gelijkloop” ontwikkelen. Ze vormen een samenhangend groter geheel van een hogere complexiteit.

Vissen vertonen een fabelachtig vermogen tot schoolvorming. Hierdoor vermindert de weerstand en zijn ze beter bestand tegen belagers. Bekende samenscholende vissen zijn de kabeljauw, haring en sardines. De huid van de laatste is zilverkleurig, van wit naar donker. Zodat iedere wending van het individu door veranderende lichtreflectie onmiddellijk wordt waargenomen.

De theoretische biologe Charlotte Hemelrijk heeft een computermodel gemaakt waarmee ze het gedrag van zwermen kan simuleren. De eerste stap was - te kijken naar een school vissen. Als je onder water zo'n school tegenkomt dan zie je dat die uiteindelijk een lang gerekt geheel vormt. De haringen of sardines kunnen héel snel alle kanten op als er een roofvis op ze af komt. Hun grote aantal werkt beschermend. De roofvis heeft moeite heeft zich te focussen. En zal proberen eén of enkele exemplaren van de school te isoleren.

Hemelrijk programmeerde slechts drie regels, waarmee ze de beweging en vorm van scholen vis in beweging, kon simuleren:

• beweeg dezelfde kant op als je buren - op middelgrote afstand
• blijf dicht bij je buren, ga naar ze toe
• bots niet tegen je buren aan

Voor zwermen vogels werkte dit niet helemaal. Als je naar zwermen spreeuwen kijkt, dan zie je dat die ook meer van vorm veranderen dan scholen vissen. Hemelrij moest blijkbaar nog regels toevoegen. Ze wist wélke, toen ze bedacht dat het vliegen in de lucht anders is dan het bijna zwaartekracht-loze zwemmen in scholen. Bovendien vliegen vogels schuin als ze een bocht maken en verliezen ze hoogte als ze snel moeten keren.

Bron:

• Het natuurcanavas, Rick Lindeman, 2023

Collectieve intelligentie - mier versus mens

Bijvoorbeeld een mier is niet slim. Maar de hele mierenkolonie wel. Zo'n kolonie kan problemen oplossen die voor een enkele mier onoverkomelijk zijn. Bijvoorbeeld het verdedigen van het territorium of een gigantische brug bouwen. Zoals het voorbeeld van De Telegraaf op YouTube "Mieren bouwen geniale brug". 

Samengevat

Mieren presteren op collectieve intelligentie (onder omstandigheden) beter dan mensen. Die omstandigheden zijn - niet kunnen communiceren, en - een grotere groep.

Met samenwerken kunnen mensen gewéldige zaken bereiken. Maar - als ze niet kunnen praten, acteren zij niet slimmer dan mieren. Volgens een studie - zoals eind december 2024 gepubliceerd in "Proceedings of the National Academy of Sciences".

Experiment

Collectieve intelligentie wordt vaak genoemd als voordeel van het functioneren in een groep. Maar wat zijn dan factoren die de groep slimmer maken? Om deze vraag te beantwoorden, vergeleken onderzoekers hóe individuen en groepen van respectievelijk mieren en mensen een identieke geometrische puzzel oplosten. 

Dit soort van puzzels is bijzonder moeilijk voor mieren, omdat ze met hun op feromonen gebaseerde communicatie (moleculaire geurstoffen) niet kúnnen communiceren over de vorm van het object. Om de experimenten vergelijkbaar te maken, belemmerde het team de communicatie tussen de mensen door ze zonnebrillen en maskers te laten dragen. En praten en het gebruik van gebaren te verbieden. Dus moesten zowel mens als mier samenwerken zonder communicatie - reagerend op de krachten die door de mededeelnemers werden gegenereerd. Om er zodoende achter te komen hóe het T-vormig stuk te verplaatsen.

Resultaat

Uit het onderzoek blijkt dat - mieren in grotere groepen efficiënter presteren, terwijl bij mensen juist het tegenovergestelde het geval is

Een groep mieren was beter in staat de puzzel op te lossen dan de individuele mieren. De groep mensen daarentegen deed het vaak niet beter als ze samen moesten werken. Vooral als ze niet mochten praten. Sterker nog, met meerdere mensen presteerden zij soms slechter dan als individu - en als (grotere) groep - slechter dan de mieren?!

Verklaring

Mieren hebben geen besef van het doel van de puzzel. Maar ze vertonen - wat de onderzoekers omschrijven als - "emergent collective memory". Hun bewegen als collectief wordt gedurende en in de beweging opgeslagen als een soort van korte-termijn geheugen. Waardoor de intelligentie als groep groter is dan de som van individuen. Waardoor de groepsprestatie groep beter is.

Mensen overzien het doel van de puzzel wel, waardoor ze gemiddeld beter presteren. Maar wanneer de communicatie wordt beperkt, nemen groepen mensen omwille van consensus hun toevlucht tot meer voor de hand liggende manoeuvres.

De eenvoud van een mier voorkomt dat ze de puzzel alleen kunnen oplossen, en vergemakkelijkt een effectieve samenwerking.

De onderzoekers stellen dat, bij gebrek aan de mogelijkheid om te discussiëren individuen proberen snel consensus te bereiken - in plaats van een optimale oplossing. Dit 'groepsdenken' (groupthink) leidt ertoe dat individuen de T rechtstreeks naar de gaten in de muur trekken. In plaats van - eerst in de ruimte ertussen. Een individueel persoon lost het probleem wel efficiënt op. Maar het groepsgedrag beperkt het presteren van de groep.

Bron:

• Origineel:     Tabea Dreyer, Amir Haluts , Amos Korman, Nir Gov, Ehud Fonio, and Ofer Feinerman, Comparing cooperative geometric puzzle solving in ants versus humans, Stanford University, December 23, 2024
• Samengevat:  Christie Wilcox, Ants best humans at test of collective intelligence, science.org, 30 dec. 2024

Volgens van Ginneken is het voordeel van een zwerm dat deze zich voortdurend aanpast aan onverwachte omstandigheden. De kolonie reageert snel en effectief dankzij “zwermintelligentie”. Gezamenlijk hebben ze het vermogen tot zelforganisatie, innovatie en creativiteit dat ver uitstijgt boven de voordelen van een centrale aansturing (als in een traditionele organisatie).

Waar ieder individu over zeer onvolledige kennis en oriëntatie vermogen beschikt, komt het collectief veel verder dan elk individu afzonderlijk. Als oefening heb ik in workshops Operationeel Risico Management vaak de lengte van de Golden Gate brug te laten schatten. Het gemiddelde van de schattingen kwam steeds aardig overeen met de werkelijke lengte van de brug.

De kern van zwermintelligentie (YouTube – Iain Couzin - Department of collective behaviour) is dat door eenvoudige interacties tussen individuen, die zich houden aan een beperkt aantal basisregels en zich baseren op plaatselijke informatie - gezamenlijk complex gedrag ontstaat.

Zwermgedrag werd voor het eerst gemodelleerd door Craig Reynolds in zijn computerprogramma Boids.  Het blijkt dat individuen in een zwerm de volgende simpele regels volgen:

1 afstoten op de korte afstand - blijf twee of drie lichaamslengtes van je buren, zodat die een plotselinge wending kunnen maken

2 positie– beweeg in dezelfde richting en met dezelfde snelheid als de anderen

3 aantrekking op grote afstand - stuur naar het middelpunt van waar de buren zijn

Opvallend is dat er in een zwerm geen leiders zijn, of op zijn minst verschillende. Als de zwerm of school een snelle wending maakt, komt de aanvankelijke voorhoede op de zijflank. Er is geen centrale sturing. Zo ook in ons brein?! Uit scans blijkt dat vaak een zwerm van neutronen in ons de knoop doorhakt.

De grote meerderheid wordt getriggered door een kleine minderheid met net iets meer ervaring of oriëntatie vermogen. Hoeveel individuen in een groep heb je nodig om de hele groep mee te slepen een bepaalde kant op. Dat blijkt volgens Van Ginneken de vierkantswortel te zijn. Voor een groep van 1000 heb je slechts 33 mensen nodig die weten wat ze willen. Het advies is dan: houd je mond tot het complete chaos is. Sta dan op en bepaal de richting. Je wordt vervolgens door de groep op handen gedragen.

De kracht van zelfsturing is eenvoudig uit te testen. Zet 10 mensen willekeurig verdeeld in een ruimte. Opdracht is dat ze zich opstellen in gelijkzijdige driehoeken met aan alle kanten een afstand van 1,5 meter (Corona). Een eerste keer laat je iemand vanaf de zijlijn aanwijzingen geven. De rest volgt. Een tweede keer vraag je de deelnemers het zelf elkaar te regelen. Geheid dat die tweede keer veel sneller gaat.

De ideale (zelf)organisatie benut de motivatie en intelligentie van elk individu. Afstemming gebeurt onderling - gericht op het gemeenschappelijk doel.  Er zijn geen of in ieder geval minder managers die de ruimte voor zelfsturing juist beperken!

Uit onderzoek (Daniel Kahneman, Thinking fast and slow) blijkt dat de correlatie tussen de keuzes van managers en het resultaat van hun organisatie slechts 0,3 is. Dit is een zwak verband. Met andere woorden: de invloed van enkele leiders, zelfs de CEO, op de prestatie van een organisatie is maar zeer beperkt. Externe invloeden en geluk spelen een veel grotere rol.

Met huidige technologie en sociale netwerken organiseren mensen zich steeds gemakkelijker in zwermen. Denk aan “black live matters” demonstratie op De Dam en de crowd-control daarvan. Een historisch uit de hand lopend feestje in Haren (Groningen). Het bestrijden van (virus) ziektes. Of een actie als Landvanons punt nl. Die met vele individuen natuur aankoopt, buiten de gebaande paden als Natuurmonumenten om. Deze samenwerkingsvormen zijn krachtiger dan traditionele harkjesorganisaties. Dit belooft nog wat (veel!) voor de toekomst.