Entendre la complexitat estructural i els mecanismes que generen la conducta de la recerca és fonamental per a moltes disciplines biològiques, des de la biologia cel·lular a la psicologia humana. La recerca és una tasca sensomotora complexa que tracta d’equilibrar les estratègies d’explotació (l’ús d’informació prèvia o a disposició) i d’exploració (que implica moure per recopilar més informació). El principal objectiu d’aquesta proposta és analitzar aquest comportament dual, identificant còm diferents sistemes cognitius solucionen problemes de cerca. Tot i representar una complexitat àmplia i variable, aquests sistemes cognitius estan subjectes a evolució biològica, i cal esperar descobrir alguns principis generals d’adaptació a l’error (atzar) i a la necessitat, inherents al mateix comportament de cerca. Creiem que investigar en aquesta direcció pot conduir a resultats de gran aplicabilitat en contextos de recerca útils per a la societat.
En l’última dècada, la teoria de recerca (sobretot de caràcter estocàstica o probabilística) ha plantejat una sòlida base d’hipòtesis sobre la qual generar més coneixement. No obstant això, la interfície entre la perspectiva més teòrica i el comportament de recerca dels organismes, no s’ha explorat en profunditat ni precisió suficient. En aquesta proposta, connectarem idees noves de teoria de cerca (mitjançant la generació de nous models biològic-fisicomatemàtics) amb mètodes clàssics de l’ecologia del comportament (i.e. manipulació experimental i estudis comparatius). Tot això a fi de comprendre el paper de la incertesa i l’aleatorietat en el comportament de cerca. Còm ho fan els animals per equilibrar les estratègies d’explotació i de exploració en una recerca? Quina és la preferència de l’animal i com s’oblida/canvia d’estratègia per evitar informació esbiaixada o poc fiable? Per respondre a aquestes preguntes anem a experimentar amb nematodes, com a paradigma d’organisme model que mostra suficient complexitat de comportament, i també amb éssers humans, com a paradigmes de recerca racional i planificada (Explotació). En aquest últim cas s’utilitzaran experiments de recerca visual i jocs virtuals (via App) dissenyats específicament per investigar si el judici esbiaixat o l’excés de confiança sensorial impedeixen als humans tenir un comportament exploratori més eficaç. La nostra hipòtesi és que el comportament exploratori és inherent (i de caràcter estocàstic), i que en molts sistemes cognitius i/o sensomotors (incloent el dels éssers humans) aquest comportament presenta alguns principis generals d’adaptació a la incertesa. Aquest punt de vista s’oposa a la creença generalitzada de la recerca com un procés totalment informat i reactiu. Nosaltres, desenvoluparem algoritmes de cerca estocàstics i bioinspirats per al seu potencial ús en robots (Drons) exploradors, en el context de l’ecologia aplicada i la biomedicina. No obstant això, els resultats d’aquest projecte, poden tenir un impacte significatiu més enllà de les pròpies aplicacions que nosaltres anem a investigar, mitjançant la millora de l’eficiència de recerca en una varietat d’entorns, incloent les operacions de rescat, i el neuromàrqueting.