Марко Дориго

Марко Дориго (итал. Marco Dorigo; род. 26 августа 1961, Милан) — итальянский учёный в области компьютерных наук и искусственного интеллекта, один из основателей направления роевого интеллекта. Наиболее известен как создатель алгоритма муравьиной колонии — вероятностного метода оптимизации, вдохновлённого поведением социальных насекомых. Профессор Свободного университета Брюсселя (ULB), почётный доктор ряда университетов, лауреат престижных международных премий (включая премию Франклина 2020 года).

Биография

Марко Дориго родился 26 августа 1961 года в Милане (Италия). В 1986 году окончил Политехнический университет Милана по специальности «инженер-электроник». Начало научной карьеры пришлось на конец 1980-х — начало 1990-х годов, когда он занимался исследованиями в области параллельных вычислений и оптимизации. В 1992 году получил степень доктора философии (PhD) в Политехническом университете Милана, защитив диссертацию по теме, связанной с применением методов, вдохновлённых природой, для решения комбинаторных задач.

В 1992–1993 годах работал в качестве постдокторанта в Международном институте информатики в Тренто (Италия), а затем в Техническом университете Дрездена (Германия). В 1994 году перешёл в Свободный университет Брюсселя (ULB), где в 1996 году стал профессором кафедры искусственного интеллекта. С 2003 года — постоянный профессор ULB и основатель исследовательской группы IRIDIA (Interuniversity Institute for Research in Artificial Intelligence). С 2022 года — руководитель Лаборатории роевой робототехники (Swarm Robotics Lab) при ULB.

Дориго неоднократно выступал с лекциями в ведущих университетах мира, в том числе в Массачусетском технологическом институте (MIT), Стэнфордском университете, Токийском университете, Пекинском университете и Московском государственном университете имени М. В. Ломоносова (2016).

Научные достижения

Алгоритм муравьиной колонии

Главное открытие Марко Дориго — алгоритм муравьиной колонии (Ant Colony Optimization, ACO), впервые предложенный им в 1992 году в кандидатской диссертации. Алгоритм моделирует поведение муравьёв при поиске кратчайшего пути к источнику пищи. Отдельные «муравьи» (агенты) оставляют на пройденном пути виртуальный феромон, который притягивает последующих агентов. В результате система самоорганизуется: чем короче путь, тем больше феромона на нём накапливается, тем чаще его выбирают другие муравьи. ACO оказался эффективным для решения задач комбинаторной оптимизации: задачи коммивояжёра, задачи маршрутизации транспорта, раскраски графов, назначения частот в сетях связи и других.

Роевой интеллект

Дориго является одним из главных теоретиков роевого интеллекта (swarm intelligence) — подхода в искусственном интеллекте, основанного на коллективном поведении децентрализованных самоорганизующихся систем, таких как муравьиные колонии, пчелиные рои, стайки птиц или косяки рыб. В 1999 году он совместно с Кеннеди и Эберхартом (авторами алгоритма роя частиц) опубликовал монографию «Swarm Intelligence», которая стала базовым учебником по этому направлению. В 2005 году совместно с Томасом Штуцлем (Thomas Stützle) издал книгу «Ant Colony Optimization», детально описывающую алгоритм ACO и его приложения.

Направления исследований

Основные научные интересы Дориго охватывают:

• Методы оптимизации, вдохновлённые природой (эвристические алгоритмы).
• Роевая робототехника — создание систем роботов, управляемых по принципам роевого интеллекта, без центрального контроллера.
• Теория и приложения мультиагентных систем.
• Применение роевых алгоритмов в биоинженерии (например, для анализа генетических последовательностей), в проектировании компьютерных сетей, в телекоммуникациях и логистике.

Награды и признание

Марко Дориго удостоен ряда международных наград:

• 1996 — Премия за лучшую статью на конференции PPSN (Parallel Problem Solving from Nature) за работу по муравьиным алгоритмам.
• 2003 — Золотая медаль Итальянского общества информатики за вклад в развитие искусственного интеллекта.
• 2007 — Член Европейской академии наук (Academia Europaea).
• 2012 — Премия EURON (European Robotics Research Network) за выдающиеся достижения в робототехнике (совместно с группой IRIDIA).
• 2015 — Медаль Клода Шеннона (IEEE) за пионерские работы в области роевого интеллекта (первое вручение в этой категории).
• 2020 — Премия Франклина (Институт Франклина, Филадельфия) в области информатики и когнитивистики.
• 2023 — Член Национальной академии наук США (иностранный член).

Дориго имеет звания почётного доктора (Honoris Causa) Университета Тренто (Италия, 2004), Университета Карла III в Мадриде (Испания, 2009) и Технологического института Тойохаси (Япония, 2015).

Публикации и цитируемость

Марко Дориго является автором более 250 научных статей, 5 книг и 12 патентов. Его работы отличаются высокой цитируемостью (по данным Google Scholar на 2024 год — более 80 тысяч цитирований, h-индекс более 100). Наиболее цитируемые статьи:

• «Ant system: Optimization by a colony of cooperating agents» (1996) — более 18 000 цитирований.
• «Swarm Intelligence: From Natural to Artificial Systems» (1999, соавт. — М. Кеннеди, Р. Эберхарт) — более 15 000 цитирований.
• «Ant Colony Optimization» (2005, соавт. — Т. Штуцль) — более 10 000 цитирований.

Влияние и критика

Работы Дориго оказали значительное влияние на развитие эвристических методов оптимизации. Алгоритмы муравьиной колонии внедрены в коммерческие пакеты программного обеспечения (например, ILOG CPLEX, MATLAB Global Optimization Toolbox) и востребованы в промышленности (планирование маршрутов, управление проектами, проектирование телекоммуникационных сетей).

Критика зачастую касается:

• Отсутствия строгих теоретических обоснований сходимости ACO для произвольных задач (что характерно для многих эвристик).
• Вычислительной сложности при больших размерностях задач (требуется много итераций и настраиваемых параметров).
• Ограничений применимости к задачам с нечётко определёнными целевыми функциями.

Дориго и его группа активно работают над улучшением этих аспектов, разрабатывая гибридные варианты ACO, а также методы адаптивной настройки параметров.

Избранные труды

• Dorigo M., Stützle T. Ant Colony Optimization. — MIT Press, 2004. — 319 p.
• Kennedy J., Eberhart R., Dorigo M. Swarm Intelligence. — Morgan Kaufmann, 1999. — 512 p.
• Dorigo M., Birattari M., Blum C., Stützle T. Ant Colony Optimization and Swarm Intelligence // Proceedings of ANTS 2010. — Springer, 2010.

Источники

• Dorigo M. – Curriculum Vitae // IRIDIA, Université Libre de Bruxelles (доступ: 2024).
• Bonabeau E., Dorigo M., Theraulaz G. Swarm Intelligence: From Natural to Artificial Systems. — Oxford University Press, 1999.
• Blum C., Dorigo M. The Ant Colony Optimization Metaheuristic: Algorithms, Applications, and Advances // Handbook of Metaheuristics. — Kluwer Academic Publishers, 2003. — P. 227–258.
• Franklin Institute – Marco Dorigo. 2020 Laureate in Computer and Cognitive Science.
• Academia Europaea – Marco Dorigo. 2007 член.
• Научные статьи в рецензируемых журналах (IEEE Transactions on Evolutionary Computation, Artificial Life, Swarm Intelligence).