Thế giới của chúng ta chứa đầy những hệ thống phức tạp như: hệ thống giao thông, hệ thống tài chính, hệ thống sinh học, v.v ... Những hệ thống phức tạp này có thể là tự nhiên tạo ra hoặc do con người tạo ra, đây là những hệ thống thực sự khó dự đoán do sự xuất hiện tập hợp những động lực chịu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường bên ngoài.

Sự phức tạp của các hệ thống này bắt nguồn từ sự phụ thuộc lẫn nhau giữa các yếu tố cấu thành và tương tác với thế giới bên ngoài. Hiểu được sự lan truyền của nhiễu loạn ngoại sinh có tầm quan trọng đặc biệt đối với các hệ thống phức tạp.

Ví dụ, hãy nghĩ đến việc tắt máy cục bộ ở một đầu của lưới điện và làm thế nào điều này có thể dẫn đến một sự cố lớn. Hãy nghĩ về cách một cơn bão tuyết ở khu vực đô thị New York gây ra một trận tuyết lở chậm ở San Francisco, Los Angeles và khắp Bờ Tây. Hoặc nghĩ về những mốt được giới thiệu bởi những người nổi tiếng và cách họ đôi khi lan truyền, truyền bá và khuếch đại thông qua các mạng xã hội.

Đối với các hệ thống mạng phi tập trung hoạt động trong môi trường năng động, khả năng đáp ứng với hoàn cảnh thay đổi là điều tối quan trọng. Nó có thể là một vấn đề của sự sống và cái chết của một đàn chim khi cần thoát khỏi một cuộc tấn công của kẻ săn mồi. Nó cũng có thể là một vấn đề hiệu quả tối ưu cho các hệ thống nhiều robot hoạt động tập thể và chịu các điều kiện thay đổi. Do đó, điều quan trọng là điều tra và hiểu ảnh hưởng của cấu trúc liên kết mạng đến phản ứng tập thể của hệ thống.

Với suy nghĩ này, Bouffanais và nhóm của ông tại Đại học Công nghệ và Thiết kế Singapo (SUTD) đã xem xét một mô hình nguyên mẫu của việc ra quyết định phân tán: mục tiêu là nghiên cứu năng lực tập thể của hệ thống để đối phó với những xáo trộn bên ngoài. Kết quả khoa học mạng lý thuyết của họ đã được xác minh bằng các thí nghiệm về hành vi tập thể của một nhóm robot trên mặt đất (cấu trúc liên kết mạng tối ưu cho hành vi tập thể đáp ứng).

Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra một mối quan hệ không cần thiết giữa các động lực của nhiễu loạn và cấu trúc liên kết mạng tối ưu. Sự xuất hiện của phản ứng tập thể của bầy đàn với sự nhiễu loạn thay đổi chậm tăng theo mức độ của mạng tương tác, nhưng điều ngược lại là đúng đối với phản ứng với sự thay đổi nhanh. Nghiên cứu của họ đã phát hiện ra sự tồn tại của một số lượng tương tác cụ thể giữa các đơn vị cần thiết để tạo ra một phản ứng tập thể tối ưu.

Phó giáo sư SUTD Roland Bouffanais cho biết: "Với sự bùng nổ trong việc phát triển các hệ thống phân tán/phi tập trung, nghiên cứu này cho thấy rằng việc kết nối lại động lực của mạng tương tác là rất cần thiết cho các hoạt động tập thể hiệu quả của các hệ thống được thiết kế phức tạp này ở các quy mô thời gian khác nhau".

P.T.T (NASATI), theo https://www.nanowerk.com/news2/robotics/newsid=52538.php, 19/04/2019