Individualmente, um estorninho europeu não tem nada de especial. É uma ave curta e grossa, com plumagem escura e bico pontiagudo. Você os viu. Eles estão praticamente em toda parte. Existem mais de 200 milhões deles somente na América do Norte. Eles cantam suas musiquinhas e incomodam tanto os jardineiros de quintal quanto os agricultores em tempo integral.
Coletivamente, porém, eles se transformam.
Em vôo, em bandos que podem chegar a centenas de milhares, eles se tornam algo completamente diferente. Uma murmuração é uma maravilha de roubar o fôlego. É um todo pulsante, arrebatador e vivo. Parece desafiar as leis da natureza ao defini-la.
Observar um é experimentar em primeira mão o poder e o mistério do mundo natural.
“Acho que o sentimento central é o de admiração”, diz Mario Pesendorfer, pesquisador associado de pós-doutorado no Instituto de Ecologia Florestal da Universidade de Recursos Naturais e Ciências da Vida, em Viena. “A escala espacial de algo que se move muito rapidamente – o que somos totalmente incapazes de fazer – e o padrão visual que ocorre quando muitos indivíduos estão fazendo a mesma coisa… realmente nos hipnotiza.”
Para cientistas como Pesendorfer, os murmúrios fazem mais do que inspirar. Eles despertam curiosidade. E estimulam os cientistas a descobrir como os animais em enxame – como pássaros, abelhas e peixes – podem melhorar as nossas próprias vidas.
Os segredos por trás dos murmúrios
Na década de 1930, o famoso ornitólogo Edmund Selous sugeriu que os pássaros que se moviam em murmúrios usavam algum tipo de telepatia para transmitir as suas intenções de voo. “Eles devem pensar coletivamente, todos ao mesmo tempo… um flash de tantos cérebros”, escreveu ele em seu livro Thought-Transference (or What?) in Birds.
Com o passar dos anos, descobrimos que não é bem isso. Na década de 1950, os cientistas que estudavam insetos, peixes e outros comportamentos coletivos de animais postularam que o movimento em grupo é mais uma resposta incrivelmente rápida a outros membros do rebanho. Ou a escola. Ou o enxame. Não é uma habilidade inata de leitura de mentes. Nem é uma ordem de um líder de grupo.
É “a rápida transmissão da resposta comportamental local aos vizinhos”, como escreveram os autores de um artigo de 2015 publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
“Existem duas maneiras de provocar o comportamento de um grande grupo”, diz Pesendorfer. “Você pode ter o controle de cima para baixo, onde você tem algum tipo de liderança, ou algum tipo de mecanismo de cima para baixo. Pense em um show de rock. Você tem o astro do rock na frente e ele começa a bater palmas, e todo o estádio começa a bater palmas.”
“Mas essas murmurações são, na verdade, auto-organizadas”, diz ele. “O que significa que são as pequenas regras comportamentais do indivíduo que o fazem escalar para o grande grupo. Para compreender este comportamento, temos que ir da escala local – o que o indivíduo está fazendo, quais são as regras que o indivíduo está seguindo? – para a escala global; qual é o resultado?”
Em 2013, uma engenheira mecânica e aeroespacial e a sua equipa de Princeton colaboraram com físicos em Itália para estudar murmurações. “Em um bando com 1.200 aves, fica claro que nem todas as aves serão capazes de acompanhar as outras 1.199 aves”, disse na época Naomi Leonard, a engenheira de Princeton. “Portanto, uma questão importante é ‘Quem está monitorando quem?'”
Os físicos italianos usaram mais de 400 fotos de vários vídeos para descobrir. Eles traçaram a posição e a velocidade dos pássaros enquanto voavam. A partir disso, eles construíram um modelo matemático que identificou o número ideal de companheiros de bando para cada ave rastrear.
Acontece que o número mágico é sete: cada pássaro mantém o controle sobre seus sete vizinhos mais próximos e ignora todo o resto. Considerando que todos esses pequenos grupos de sete tocam outros indivíduos e grupos de sete, as reviravoltas se espalham rapidamente. E a partir disso se move todo um murmúrio. As descobertas dos cientistas foram publicadas na revista PLOS Computational Biology em janeiro de 2013.
As três coisas no controle
Embora pareça coordenado em grande escala, cada pássaro está preocupado apenas com três aspectos do seu voo e do voo daqueles que os rodeiam. Esses fatores foram descritos de diversas maneiras, mas são todos muito semelhantes. São eles, de Pesendorfer:
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Uma zona de atração : “O que significa que, nesta área, você vai se mover em direção ao próximo cara.”
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Uma zona de repulsão : “O que significa que você não voa para a pista dele, caso contrário vocês dois caem.”
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Alinhamento angular : “Então você tem que seguir a direção dele [do vizinho do pássaro].”
“Dependendo de como você altera esses três parâmetros”, diz Pesendorfer, “você pode obter de tudo, desde aquelas bolas de beisebol que parecem barris que você consegue em peixes oceânicos, até enxames de insetos de aparência solta, até enxames e murmúrios de peixes altamente organizados. Tudo nesses três pequenos parâmetros. ”
Os cientistas acreditam que estas aves migram em primeiro lugar para confundir e desencorajar os predadores. Eles fazem isso por meio de seu grande número, do barulho que esse rebanho faz e de seu movimento. Alguma comunicação entre os pássaros também pode estar acontecendo por meio de murmúrios. Diga, apontando boas fontes de alimentos. Embora alguns pesquisadores acreditem que simplesmente manter-se aquecido pode ser outro motivo para os murmurações.
O que pode ser mais surpreendente para os meros mortais é que estas aves reagem tão rapidamente. E faça isso nessa sincronização. Se não imediatamente, com algumas batidas de asa de um pássaro. Eles se movem quase como um só, em uma espécie de passo travado. Ou, por assim dizer, aba de bloqueio.
Como?
“As aves têm uma resolução temporal muito maior do que a nossa”, diz Pesendorfer. Isso significa que os pássaros absorvem certas informações ao seu redor e as processam muito mais rapidamente do que os humanos. “Eles veem muito mais rápido do que nós.”
Além do céu: como os enxames de estorninhos estão remodelando a tecnologia
O modelo de 1986 conhecido como “Boids” mudou a forma como vemos o movimento. Craig Reynolds, um cientista da computação treinado pelo MIT, criou um programa que imitava o bando de pássaros e o cardume de peixes. Não era apenas código. Foi um projeto para a vida.
Esse código foi direto para Hollywood. Você viu isso em Batman Returns (1992). Tim Burton usou os algoritmos de Reynolds para os enxames de morcegos. A animação parecia real porque seguia regras simples. Cada “pássaro” reagiu aos seus vizinhos. Nenhum comando central. Apenas reação.
Mas o céu tem mais a nos ensinar. Especificamente, a murmuração.
George Young, principal autor da pesquisa do grupo de Leonard em Princeton, viu o potencial em 2013. Ele disse à universidade que a biologia detém a chave para uma melhor robótica. Precisamos entender quais medidas de desempenho de grupos de animais funcionam. Em seguida, aplicamos essas medidas aos comportamentos responsivos dos robôs.
Os resultados já são visíveis no céu acima de nós.
O Observatório Las Cumbres opera 22 telescópios robóticos. Eles estão presentes em sete sites em todo o mundo. Eles se coordenam como um único organismo. Este sistema é chamado de astronomia no domínio do tempo. Significa que observamos o espaço à medida que ele muda. Não em imagens estáticas. Em movimento.
“Quando conseguimos ver o quadro geral à medida que ele se desenrola, somos capazes de aprender mais, aprender mais rápido e aumentar drasticamente a nossa compreensão das forças que impulsionam o universo.”
Isso reflete o estorninho. O rebanho vê o predador. O rebanho foge. A rede sobrevive.
Do Central Park ao Código
A ironia é histórica. Toda a população de estorninhos norte-americanos provém de cerca de 100 aves libertadas no Central Park no início da década de 1890. Os fãs de Shakespeare fizeram isso. Eles queriam que a América tivesse todos os pássaros mencionados pelo Bardo.
Henrique IV, Parte I inspirou a invasão. O personagem diz que ensinará um estorninho a falar apenas “Mortimer”. Para manter sua raiva em movimento.
Hoje, essa raiva está imóvel. O pássaro está vivo. E seu comportamento está sendo codificado.
O Wyss Institute em Harvard aponta para a robótica de enxame. Este campo usa dados starling. Os aplicativos são confusos, mas vitais. Busca e resgate. Construção. Remediação ambiental. Aplicações médicas. Imagine pequenos drones entrando no corpo. Eles atacam um tumor. Eles atuam como uma unidade.
O uso militar é óbvio. Micro-drones liberados de aviões de combate. Um enxame pode sobrecarregar as defesas ou mapear o terreno mais rapidamente do que uma única sonda.
Depois, há a estrada. Carros autônomos trabalhando juntos. Não apenas evitando um ao outro. Antecipando-se um ao outro. Reduzindo engarrafamentos agindo como um fluido. Um murmúrio de metal e vidro.
Pesendorfer nota a desconexão. Os humanos têm processos complicados de tomada de decisão. Nós pensamos demais. Estorninhos não. Eles transformam regras simples em comportamentos complexos.
“Esses modelos nos ajudam a compreender esses tipos de padrões”, diz Pesendorfer.
Não estamos acostumados a observar processos simples de tomada de decisão em escala. Presumimos que a complexidade requer um cérebro complexo. Estamos errados.
Os aspectos práticos da flocagem
Se quiser replicar essa eficiência, você precisa saber onde procurar. E quando.
O que exatamente é uma murmuração?
É o comportamento coordenado dos estorninhos. Estamos falando de grupos de centenas. Ou milhares. Ou milhões. O movimento parece uma forma única e mutável. É fluido. É caótico à vista, mas ordenado por dados.
Quando posso ver um murmúrio de estorninhos?
O tempo é tudo. A estação é inverno. Especificamente, entre outubro e março. O pico acontece em dezembro e janeiro. Os pássaros se reúnem para se aquecer. Eles também se reúnem para confundir predadores. Mas para o tecnólogo, é uma mina de ouro de dados.
Qual é o propósito de uma murmuração?
Segurança. Esse é o driver principal. Os predadores atacam com força. Um único pássaro é fácil de capturar. Uma nuvem rodopiante não é. Os números absolutos confundem o vetor de ataque. É uma estratégia defensiva. Mas também é termorregulação. Aconchegar-se gera calor.
Nós os observamos para aprender como construir sistemas melhores. Não apenas telescópios. Não apenas carros. Mas sistemas que se adaptam. Isso reage. Que sobrevivem sem um comandante.
O estorninho não se importa com o seu algoritmo. Ele só se preocupa com o pássaro ao lado. E nessa simplicidade encontramos o nosso futuro.
