Spreeuwendans

Leeftijd: 10-12 jaar

Duur activiteit (exclusief uitleg): 30 minuten

Introductie

Spreeuwen (en andere vogels, mieren, vissen en termieten) volgen eenvoudige regels om groepsgedrag te sturen zonder leider. 

Je hebt vast wel eens vogels in de lucht zien zwermen. Heb je je ooit afgevraagd hoe ze weten waar ze naartoe moeten vliegen? Wie is de leider, en wie volgen er? 

Ervaar de kracht van de zelforganisatie van zwermen door een aantal eenvoudige regels te volgen. Geïnspireerd op een activiteit van Icosystem. 

Je kunt deze activiteit met 10-150 deelnemers doen. Belangrijk: deze activiteit doe je zonder te praten!

• Ga naar buiten, naar een gebied met vooraf bepaalde grenzen.
• Deel 1) Hou allemaal twee willekeurige personen in je hoofd - persoon A en persoon B, zonder dat je laat merken wie je kiest. Persoon A is het roofdier en persoon B is het schild. Begin nu met bewegen binnen de grenzen van het gebied, op een manier dat je persoon B altijd tussen jezelf en persoon A houdt (B beschermt tegen A). Iedereen zal op een schijnbaar willekeurige manier rondlopen en zich al snel afvragen waarom ze dit doen. Wanneer dit laatste gebeurt, wordt de activiteit onderbroken voor een bespreking:
  • Wat was je aan het doen?
  • Wat denk je; zou dit oneindig lang zo door kunnen gaan?
  • Wat zou er gebeuren als het gebied geen grenzen had?
• Deel 2) In de tweede ronde houdt iedereen weer twee personen in gedachten, maar nu ben je zelf het schild en moet je altijd tussen A en B blijven terwijl je beweegt. Je zult een heel andere uitkomst zien. Bijna onmiddellijk zal de hele groep imploderen en in de knoop komen. Onderbreek weer en bespreek:
  • Wat gebeurde er, en waarom?
  • Hoe kan het dat één verandering zo een andere uitkomst biedt?
• Deel 3) In de laatste ronde hou je opnieuw twee personen in gedachten. Nu moet je proberen altijd dezelfde afstand tussen A en B te houden terwijl je beweegt. Blijf bewegen totdat er een evenwicht is bereikt.
  • Wat is hier gebeurd?
  • Wat zou er gebeurd zijn als we één persoon hadden aangewezen om dit evenwicht te creëren (dus als we een leider zouden hebben)?

Simpele uitleg

Er zijn slechts enkele eenvoudige regels nodig om te zwermen. Vogelzwermen gebruiken er drie: 1) kom zo dichtbij mogelijk, 2) houd een (bepaalde) afstand, en 3) ga in dezelfde richting als je buurvogels. Hierbij moeten ze zeven andere spreeuwen (die het dichtst bij vliegen) in de gaten houden. Regels 1 en 2 zijn 'evenwichtsregels'. Zonder regel 1 raken de vogels elkaar kwijt, en zonder regel 2 zouden ze tegen elkaar aan vliegen.

In de tweede ronde van de oefening werd slechts één regel veranderd, maar de impact was groot. Omdat iedereen in het midden moet staan (tussen A en B), kan er niemand aan de buitenkant staan. Hierdoor beweegt iedereen naar elkaar toe.   

Uitgebreide uitleg

Spreeuwen letten nauwlettend op zeven andere spreeuwen in een zwerm, ongeacht hoe groot of dicht de zwerm is. Letten ze op minder dan zeven buren, dan ontvangen spreeuwen niet genoeg betrouwbare informatie om gecontroleerd binnen de zwerm te bewegen. Letten ze op meer dan zeven buren, dan ontvangen ze te veel informatie om op tijd te kunnen verwerken en om direct te reageren. Zwermende spreeuwen gebruiken eenvoudige regels: ze moeten voldoende afstand bewaren (niet te ver weg van de andere zeven, maar ook niet te dichtbij - om botsingen te voorkomen) en op hun vliegrichting letten (kop in dezelfde richting als de zeven buren).

Zelforganiserende biologische systemen werken met positieve en negatieve feedback-lussen. Positieve feedback in deze context betekent eigenlijk "blijven doen", en negatieve feedback betekent "stoppen met doen". Positieve en negatieve feedback-lussen werken vaak samen, en kunnen gelinkt worden aan bepaalde gedragingen van een individu. Zo kun je vogels bijvoorbeeld drie regels geven in een zwerm, bestaande uit twee positieve feedbacklussen en één negatieve feedbacklus:
1) aantrekking, een positieve terugkoppeling die ervoor zorgt dat individuen bij elkaar in de buurt blijven,
2) scheiding, een negatieve terugkoppeling die de aantrekking belemmert en zorgt dat de vogels niet te dicht bij elkaar komen,
3) afstemming, een positieve terugkoppeling waarbij de vogels hun vliegrichting afstemmen op die van hun buurman. 

Wanneer de leden van een groep beslissen welke regels voor hen belangrijk zijn en iedereen zich eraan houdt, kan veel worden bereikt in kortere tijd en met minder energie. Zo zijn er in het noorden van Nederland steden die alle verkeersborden hebben weggehaald en “gedeelde ruimtes” hebben gecreëerd. Hier vind je geen specifieke autowegen, voetgangersgebieden of fietspaden; verkeersdeelnemers mogen zich overal in de gedeelde ruimte begeven. Op het eerste gezicht is het chaotischer, maar doordat mensen voorzichtiger en alerter zijn, gebeuren er minder ongelukken. 

Ook zijn er nu robotzwermen, oftewel robots die samenwerken aan de hand van eenvoudige regels. Deze robots zijn geprogrammeerd met algoritmes die geïnspireerd zijn op vogelzwermen. De robotzwermen kunnen worden ingezet voor zoek- en reddingsoperaties, bouwwerkzaamheden, milieusanering en medische toepassingen.

Een ander voorbeeld van zelforganisatie is de 'Adopt-a-fire-hydrant'-app. Met deze app kunnen burgers (in steden waar 's winters veel sneeuw valt) een brandkraan adopteren, met als doel om deze schoon en sneeuwvrij te houden. Dit wordt normaliter gedaan door de gemeente of brandweer, wat veel tijd en geld kost.  

• Nederlands: Kerndoel 1, Kerndoel 2, Kerndoel 3, Kerndoel 12
• Oriëntatie op jezelf en de wereld: Kerndoel 35, Kerndoel 41
• Kunstzinnige oriëntatie: Kerndoel 54
• Bewegingsonderwijs: Kerndoel 57, Kerndoel 58

• Welke regels zijn er in jullie groep? Hoeveel zijn het er?
• Wie maakt de regels? Wie zorgt ervoor dat de regels worden nageleefd?
• Kunnen jullie iets gemakkelijker maken via zelforganisatie door een aantal eenvoudige regels na te volgen in de klas?

• Bekijk deze of deze video waarin wordt uitgelegd waarom spreeuwen nooit tegen elkaar botsen.
• Of lees dit artikel.
• Bekijk deze en deze demonstratievideo over robotzwermen.