群智能新研究：角色−匹配的狼群劳动分工

吴虎胜，肖人彬

（1. 武警工程大学 装备管理与保障学院，陕西 西安 710086; 2. 华中科技大学 人工智能与自动化学院，湖北 武汉 430074）

自然界中，劳动分工现象随处可见。狼群、蚁群、鸟群等生物群体中如捕食、御敌、育幼、筑巢、迁徙等，人类社会中如装备研制、架桥修路、军事战争等，群体通过多个个体之间的分工与协作，即可完成多样化的复杂任务[1]。

通常而言，群体中不同的个体(通常表现为角色、体型、年龄等方面的差异)一般会专注于相应的某项任务或任务子集，且能根据环境或任务变化动态调整任务分工或执行不同任务的个体规模，从而在任何时刻这些任务都能被并行地执行，形成一种个体任务均衡分配的稳定模式，这种现象即为劳动分工[2-3]。劳动分工是社会性生物群体在面临复杂环境或繁杂任务时依然能够保持协调有序的重要因素，也是生物群体千百年进化成果和生态稳定的基础。劳动分工行为也是群智能(swarm intelligence, SI)的重要表现形式，具有SI的一般特征，如自组织性、协作性、稳定性、分布式结构、个体和交互规则简单等[4]。而任务专业化和行为柔性是劳动分工有别于其他群智能方法的显著特点，动态适应性则是其突出优势。任务专业化避免个体频繁地在不同任务之间切换，提高了任务执行效率。行为柔性赋予个体改变原有行为或任务以适应复杂环境变化的能力，从而使种群具备从扰动中恢复稳态的巨大潜力，表现出非常强的动态适应性[5]。……