سوارم انٹیلی جنس بلوٹوتھ سے ملتی ہے: ڈیوائسز خود کو کیسے منظم کرتی ہیں اور بات چیت کرتی ہیں۔

کیا آپ نے کبھی غروب آفتاب کے وقت ستاروں کا جھنڈ دیکھا ہے؟ ہزاروں پرندے کامل ہم آہنگی میں چکر لگاتے اور جھپٹتے ہیں۔ کوئی لیڈر نہیں، کوئی کوریوگرافر نہیں، کوئی پرندہ کلپ بورڈ کے ساتھ چیختا ہوا سمت نہیں ہے۔ یہ خالص، ابھرتی ہوئی افراتفری ہے جو بیلے کی طرح دکھائی دیتی ہے۔

اب اپنی میز پر ایک نظر ڈالیں۔ وائرلیس ایئربڈس ابھی آپ کے فون سے منسلک ہوئے ہیں۔ آپ کی سمارٹ واچ آپ کے ہیلتھ ڈیٹا کی مطابقت پذیری کر رہی ہے۔ لیپ ٹاپ کو بلوٹوتھ کی بورڈ ملی سیکنڈ میں ملا۔ ان آلات کو کسی نے نہیں بتایا کہ ایک دوسرے کو کیسے تلاش کیا جائے۔ انہوں نے ابھی… اس کا پتہ لگایا۔

یہ کوئی اتفاق نہیں ہے۔ یہ وہی پلے بک ہے۔

اس آرٹیکل میں، میں آپ کو چیونٹی کالونیوں سے بلوٹوتھ اسٹیکس تک، اور مکھیوں کی جمہوریتوں سے میش نیٹ ورکس تک کے سفر پر لے جاؤں گا۔ آپ دریافت کریں گے کہ فطرت نے اس مسئلے کو کیسے حل کیا: "ایک ملین بیوقوف ایجنٹ باس کے بغیر کیسے مل کر کام کر سکتے ہیں؟” بہت پہلے ہمارے پاس ہر چیز میں وائرلیس ریڈیو تھا۔

آخر میں، آپ اپنے ایئربڈز کو دوبارہ کبھی اسی طرح نہیں دیکھیں گے۔

انڈیکس

بھیڑ کی ذہانت کیا ہے؟

آئیے بنیادی باتوں سے شروع کریں۔ بھیڑ انٹیلی جنس خیال یہ ہے کہ سادہ، "گونگے” ایجنٹوں کا ایک گروپ، جن میں سے ہر ایک چند بنیادی اصولوں پر عمل کرتا ہے، اجتماعی طور پر ایسا رویہ پیدا کر سکتا ہے جو حیرت انگیز طور پر ہوشیار دکھائی دیتا ہے۔

کوئی چیونٹی کھانے کا تیز ترین راستہ نہیں جانتی۔ کسی بھی مکھی کے سر میں چھتے کا فرش پلان نہیں ہوتا۔ سٹارلنگز کے پاس "بلوط کے درخت پر بائیں مڑیں” کی خصوصیت والا GPS نہیں ہے۔ اس کے باوجود، گروپ بڑے پیمانے پر ایسے مسائل حل کریں جو ذہین ترین افراد کو بھی پریشان کر دیں۔

یہ اصطلاح 1989 میں Gerardo Beni اور Jing Wang نے Tuscany میں نیٹو کی ایک ورکشاپ میں سیلولر روبوٹک سسٹمز کا مطالعہ کرتے ہوئے وضع کی تھی (کیونکہ روبوٹکس کے محققین کو بھی اٹلی جانے کے لیے ایک اچھا بہانہ درکار ہوتا ہے)۔ انہوں نے اسے مرکزی کمانڈ کی ضرورت کے بغیر، مقامی طور پر بات چیت کرنے والے سادہ ایجنٹوں سے ابھرنے والے اجتماعی رویے کے طور پر بیان کیا۔

بھیڑ کی ذہانت کے چار ستون

اسے ایک دھوکہ دہی کے کوڈ کے طور پر سوچیں جو قدرت نے ڈھونڈ لیا ہے۔

1. بازی: کوئی باس نہیں ہے۔ کوئی سی ای او چیونٹیاں نہیں ہیں۔ کوئی صدارتی سزا نہیں ہے۔ تمام ایجنٹ خود مختار ہوتے ہیں اور اپنے ارد گرد جو کچھ دیکھتے ہیں اس کی بنیاد پر فیصلے کرتے ہیں۔

2. خود تنظیم: ترتیب پیدا ہوتی ہے۔ نیچے سے اوپر تک. کوئی بھی ٹریفک پیٹرن ڈیزائن نہیں کرتا. ایسا اس لیے ہوتا ہے کیونکہ ہر کوئی ایک جیسے سادہ اصولوں پر عمل کرتا ہے۔

3. Stigmergy: یہ ایک فینسی لفظ ہے (1959 میں فرانسیسی ماہر حیوانیات Pierre-Paul Grassé نے تیار کیا تھا) جس کا مطلب ہے "ماحول کے ذریعے بالواسطہ مواصلت۔” چیونٹیاں اپنے دوستوں کو فون نہیں کرتیں اور کہتی ہیں، "ارے، یہاں کھانا ہے!” جب آپ زمین پر کیمیکل گراتے ہیں تو دوسری چیونٹیاں ان پر ردعمل ظاہر کرتی ہیں۔ کہ ماحول پیغام پہنچائیں۔

4. ظہور: پورا اپنے حصوں کے مجموعے سے بڑا ہو جاتا ہے۔ انفرادی چیونٹیاں چند آسان ہدایات کے ساتھ بنیادی طور پر حیاتیاتی روبوٹ ہیں۔ لاکھوں کی کالونیاں آب و ہوا پر قابو پانے والے شہر بنا سکتی ہیں، سپلائی چین چلا سکتی ہیں اور جنگ چھیڑ سکتی ہیں۔ یہ ایک ظاہری شکل ہے۔

اگر یہ واقف لگتا ہے، تو یہ ہے. وہی اصول لاگو ہوتے ہیں جہاں کہیں بھی آلات ایک دوسرے کو دریافت کرتے ہیں، رابطوں پر بات چیت کرتے ہیں، اور آپ کو انگلی اٹھائے بغیر مداخلت کے مطابق ڈھال لیتے ہیں۔

فطرت کی سب سے بڑی ہٹ: بھیڑ جو حقیقت میں کام کرتی ہے۔

بلوٹوتھ میں غوطہ لگانے سے پہلے، آئیے بھیڑ کی ذہانت کے OG کا استعمال کرتے ہوئے کچھ وجدان پیدا کریں۔ قدرت ان الگورتھم کو لاکھوں سالوں سے چلا رہی ہے۔ ایمانداری سے؟ وہ اب بھی ہمارے بیشتر سافٹ ویئر سے بہتر ہیں۔

چیونٹی کالونی: اصل بازی کا نظام

چیونٹیاں تقریباً اندھی ہوتی ہیں۔ ان کا دماغ پن کے سر سے چھوٹا ہوتا ہے۔ انفرادی طور پر چیونٹیاں تھرموسٹیٹ کی طرح ہوشیار ہوتی ہیں۔ بہر حال، 5 سے 8 ملین لیف کٹر چیونٹیوں کی کالونی کھدائی کرنے کے قابل ہے۔ 40 ٹن مٹیآب و ہوا پر قابو پانے والا زیر زمین شہر بنائیں اور جانوروں کی بادشاہی میں سب سے موثر سپلائی چین چلائیں۔

کیسے دو الفاظ: فیرومون ٹریلس.

الگورتھم مندرجہ ذیل ہے:

1. چیونٹیاں گھونسلہ چھوڑ کر کھانے کی تلاش میں بے ترتیب گھومتی رہتی ہیں۔

2. کھانا تلاش کریں۔ جیک پاٹ

3. یہ واپسی پر ایک کیمیکل ٹریل چھوڑ دیتا ہے۔ فیرومونروٹی کے ٹکڑوں کی طرح۔

4. دوسری چیونٹیاں پگڈنڈی کو سونگھتی ہیں اور اس کا پیچھا کرتی ہیں۔

5. جب انہیں کھانا ملتا ہے، وہ واپس آتے ہیں اور زیادہ فیرومون پیدا کرتے ہیں۔

6. مزید فیرومونز = زیادہ چیونٹیاں = زیادہ فیرومونز۔ یہ ایک مثبت فیڈ بیک لوپ ہے۔

لیکن یہاں باصلاحیت حصہ ہے. فیرومون بخارات بن جاتا ہے۔

جب کوئی پگڈنڈی ختم شدہ کھانے کی طرف لے جاتی ہے تو چیونٹیاں اس کے ساتھ چلنا چھوڑ دیتی ہیں۔ فیرومونز غائب ہو جاتے ہیں۔ نشان غائب ہو جاتا ہے۔ کالونی کھانے کے نئے ذرائع کا رخ کرتی ہے۔ کسی کا فیصلہ کیے بغیر. بخارات منفی رائےنظام کو بند ہونے سے روکتا ہے۔

1990 میں، محقق Jean-Louis Deneubourg نے اسے ایک خوبصورت تجربے میں ثابت کیا۔ اس کی دو ٹانگیں تھیں، ایک چھوٹی اور ایک لمبی، جس کی وجہ سے وہ ارجنٹائن کی چیونٹیوں کو کھانا کھلا سکتا تھا۔ پہلے تو چیونٹیاں تقریباً یکساں طور پر بٹی ہوئی تھیں۔ تاہم، چھوٹی ٹانگوں والی چیونٹیوں نے راؤنڈ ٹرپ تیزی سے مکمل کیا، اس لیے انہوں نے راستے میں فیرومونز زیادہ تیزی سے جمع کر لیے۔ چند منٹوں میں تقریباً تمام چیونٹیاں اپنی چھوٹی ٹانگیں استعمال کر رہی تھیں۔

کالونی نے مختصر ترین راستے کا "حساب لگایا”۔ کوئی حساب کتاب نہیں۔ کوئی گراف تھیوری نہیں ہے۔ بس کیمسٹری اور چلنا۔

مکھی: ڈیموکریٹک ہاؤس ہنٹر

جب شہد کی مکھیوں کی کالونی چھتے سے نکلتی ہے تو تقریباً 10,000 سے 15,000 شہد کی مکھیاں بوڑھی ملکہ کے ساتھ نکل جاتی ہیں اور درختوں کی شاخوں پر عارضی کالونیاں بناتی ہیں۔ انہیں جلدی سے نئے گھر کی ضرورت ہے۔

یہ عمل مندرجہ ذیل ہے (کورنیل کے محقق تھامس سیلی نے تفصیل سے مطالعہ کیا، جنہوں نے مکھی جمہوریت):

1. سینکڑوں سکاؤٹ شہد کی مکھیاں (کالونی کا 3-5%) ممکنہ رہائش گاہوں جیسے درختوں کے گہا، دیوار کی دراڑوں اور کھوکھلی لاگوں کی تلاش کے لیے اڑتی ہیں۔

2. ہر اسکاؤٹ اس کی جانچ کرتا ہے جو اسے ملتا ہے۔ کیا سوراخ تقریباً 40 لیٹر ہے؟ کیا داخلی راستہ دفاع کے لیے کافی چھوٹا ہے؟ کیا آپ زمین سے دور ہیں؟

3. سکاؤٹ واپس آتا ہے اور مندرجہ ذیل کام کرتا ہے: گھومنا رقص (1973 میں نوبل انعام کے فاتح کارل وان فریش کے ذریعہ سمجھایا گیا۔) رقص کا زاویہ سورج کی نسبت اس کی سمت کی نشاندہی کرتا ہے۔ دورانیہ آپ کو فاصلے کا اندازہ دیتا ہے۔ ہلنے کا 1 سیکنڈ = 1 کلومیٹر. طاقت معیار کی بات کرتی ہے۔

4. دوسرے اسکاؤٹس مشتہر سائٹوں کو چیک کرتے ہیں۔ اگر آپ کو پسند ہے کہ آپ کیا دیکھتے ہیں، تو آپ رقص کر سکتے ہیں. ورنہ ناچنا بند کرو۔

5. جیسے جیسے گھنٹے گزرتے ہیں۔ کورم میکانزم شروع کرنا: جب تقریباً 20 سے 30 اسکاؤٹس ایک ہی وقت میں ایک سائٹ پر موجود ہوتے ہیں تو فیصلہ کیا جاتا ہے۔

نتائج کیا ہیں؟ بھیڑ تقریباً 80% وقت دستیاب بہترین سائٹ کا انتخاب کرتا ہے۔ یہ زیادہ تر انسانی کمیٹیوں سے بہتر ہے۔

ووٹ نہیں ہیں۔ کوئی بحث نہیں ہے۔ کوئی پاورپوائنٹ نہیں ہے۔ بس رقص اور کورم۔

برڈ: تین اصول جو ہر چیز پر حکمرانی کرتے ہیں۔

1986 میں، کمپیوٹر گرافکس کے محقق کریگ رینالڈز نے ایک سادہ سا سوال پوچھا۔ پرندے کیسے جمع ہوتے ہیں؟

اس کا جواب اس طرح ایک نقلی تھا: "باطل” (پرندوں کی شکل والی چیز)، صرف تین اصول استعمال کیے گئے تھے۔

1. علیحدگی: اپنے پڑوسیوں سے جھگڑا نہ کریں۔ اپنی ذاتی جگہ کو برقرار رکھیں۔

2. ایڈجسٹمنٹ: قریبی پرندوں کے طور پر تقریبا ایک ہی سمت میں پرواز کریں.

3. ہم آہنگی: گروپ سے زیادہ دور نہ بھٹکیں۔ اپنے پڑوس کے دل کے قریب رہیں۔

بس۔ تین اصول۔ کوئی لیڈر پرندہ نہیں ہے۔ کوئی فلائٹ پلان نہیں ہے۔ ہر باطل صرف قریب ترین کو دیکھ سکتا ہے۔ 6-7 پڑوسی. اور ان تین چھوٹے اصولوں سے، آپ خوبصورت اور حقیقت پسندانہ جوق در جوق تشکیل دے سکتے ہیں۔ ظاہر ہونا.

رینالڈز کا ماڈل اتنا اچھا تھا کہ WETA ڈیجیٹل نے جنگ کے مہاکاوی مناظر بنانے کے لیے اپنی اولاد کو استعمال کیا۔ انگوٹھیوں کا مالکسیکڑوں ہزاروں خود مختار جنگجو ایجنٹ انفرادی کوریوگرافی کے بغیر لڑتے ہیں۔ رینالڈز کو 1998 میں ان کی شراکت کے لیے اکیڈمی آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی ایوارڈ ملا۔

سکول آف فش: ایک خود غرض ریوڑ

لاکھوں کے سکولوں میں مچھلیاں کیوں تیرتی ہیں؟ یہ ٹیم ورک نہیں ہے۔ یہ خود غرضی ہے۔

ڈبلیو ڈی ہیملٹن کی سیلفش ہارڈ تھیوری (1971) اس کی خوبصورتی سے وضاحت کرتی ہے۔ ہر مچھلی دوسرے مچھلیوں کو اپنے اور شکاری کے درمیان رکھ کر گروپ کے مرکز کی طرف بڑھتی ہے۔ "آپ کو شارک سے تیز تر ہونا ضروری نہیں ہے، آپ کو صرف میرے اور شارک کے درمیان ہونا پڑے گا۔”

یہ خود غرضانہ حرکتیں ہم آہنگی کی تحریک پیدا کرتی ہیں۔ مچھلی اپنے پڑوسیوں کو محسوس کرتی ہے۔ سائیڈ لائن عضو یہ پانی کے دباؤ میں ہونے والی تبدیلیوں کو محسوس کرتا ہے اور اپنے پڑوسیوں کی نقل و حرکت پر ملی سیکنڈ میں رد عمل ظاہر کرتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، پورا اسکول ایک ساتھ تبدیل ہو جاتا ہے، شکاریوں کو انفارمیشن اوورلوڈ اثر کے ساتھ الجھا دیتا ہے۔

سکول تعاون نہیں کر رہا۔ ہر رکن کا مقصد پہلی جگہ ہے۔ اور یہ کام کرتا ہے۔

دیمک: بلیو پرنٹ کے بغیر معمار

انفرادی دیمک چند ملی میٹر لمبے ہوتے ہیں۔ ان کے ٹیلے تک پہنچا جا سکتا ہے۔ 5 سے 9 میٹر لمبایہ متناسب طور پر انسانوں کے ڈھانچے کی طرح ہے۔ اونچائی 1.5 کلومیٹر.

اس ٹیلے میں ایک وسیع وینٹیلیشن سسٹم ہے جو اندرونی درجہ حرارت کو برقرار رکھتا ہے۔ 1°C 40 ڈگری سے زیادہ کی بیرونی درجہ حرارت میں تبدیلی کے باوجود۔ کوئی معمار نہیں ہیں۔ کوئی بلیو پرنٹ نہیں ہے۔ کوئی ڈائریکٹر نہیں ہے۔

کیسے Stigmerge. دیمک فیرومون سے متاثرہ کیچڑ کے چھرے گراتی ہے۔ فیرومون دیگر دیمکوں کو اپنی طرف متوجہ کرتا ہے تاکہ وہ کیچڑ کے چھرے قریب میں جمع کر سکے۔ چھرے جمع ہو جاتے ہیں۔ ایک ستون بنتا ہے۔ ستون ایک دوسرے کی طرف جھک کر محراب بناتے ہیں۔ محرابیں سرنگوں سے جڑی ہوئی ہیں۔

"کیچڑ گرنے سے جہاں اس کی بو آتی ہے” سے لے کر درجہ حرارت پر قابو پانے والی فلک بوس عمارتوں تک۔ یہ ایک ظاہری شکل ہے۔

الگورتھم جو ہم نے کیڑے سے چرائے ہیں۔

قدرت نے ان نظاموں کو لاکھوں سالوں سے چلایا ہے۔ ہم تقریباً 30 سال سے ان کی نقل کر رہے ہیں۔ نمایاں ویڈیو ذیل میں ہے:

چیونٹی کالونی آپٹیمائزیشن (ACO) – 1992

مارکو ڈوریگو نے چیونٹیوں کو جمع کرتے ہوئے دیکھا اور کہا، "میں اسے الگورتھم میں تبدیل کر سکتا ہوں۔” ان کا ڈاکٹریٹ کا مقالہ Politecnico di Milano میں پیش کیا گیا تھا۔ چیونٹی کالونی کی اصلاحاور اس نے کمپیوٹیشنل آپٹیمائزیشن کو ہمیشہ کے لیے بدل دیا۔

یہ کیسے کام کرتا ہے:

1. گراف (نوڈس اور کناروں) پر ورچوئل "چیونٹیوں” کا ایک غول رکھیں۔

2. ہر چیونٹی گراف کی پیروی کرکے ایک حل تیار کرتی ہے۔ ہر قدم پر، چیونٹی اپنے امکان کے متناسب اگلے نوڈ کا انتخاب کرتی ہے۔ فیرومون کی سطح × تجرباتی خواہش (مثلاً کم فاصلہ = زیادہ مطلوبہ)

3. تمام چیونٹیوں کے مکمل ہونے کے بعد، وہ حل کے معیار کے متناسب کنارے پر فیرومون لگاتی ہیں (کل راستہ جتنا چھوٹا ہوگا، فیرومونز زیادہ ہوں گے)۔

4. تمام کناروں سے کچھ فیرومونز کو بخارات بنائیں۔

5. دہرائیں

نتائج: کئی تکرار کے بعد، ورچوئل فیرومونز اچھے راستوں پر جمع ہوتے ہیں اور کالونی تقریباً بہترین حل میں بدل جاتی ہے۔

یہ وہ جگہ ہے جہاں یہ اصل میں استعمال ہوتا ہے:

• سفر کرنے والے سیلز مین کا مسئلہ (بینچ مارک)

• مواصلاتی روٹنگ – برٹش ٹیلی کام نے اپنے نیٹ ورک کے لیے ACO پر مبنی روٹنگ کی کھوج کی۔ AntNet (1998، بذریعہ Di Caro & Dorigo) موبائل سافٹ ویئر ایجنٹس کا استعمال کرتا ہے، جیسے مصنوعی چیونٹی، پیکٹوں کو موافقت کے ساتھ روٹ کرنے کے لیے۔

• گاڑیوں کی روٹنگ اور لاجسٹکس – ڈلیوری ٹرک کے راستے کی اصلاح

• ایئر لائن فلائٹ اٹینڈنٹ شیڈول

• پروٹین فولڈنگ (ہاں، واقعی)

پارٹیکل سوارم آپٹیمائزیشن (PSO) – 1995

جیمز کینیڈی (ایک سماجی ماہر نفسیات) اور رسل ایبر ہارٹ (ایک الیکٹریکل انجینئر) نے اصل میں پرندوں کے جھنڈ کے رویے کی نقل کرنے کی کوشش کی۔ اس کے بجائے، انہوں نے غلطی سے تاریخ کے سب سے مشہور اصلاحی الگورتھم میں سے ایک ایجاد کیا۔

بھیڑ میں سے ہر ایک "ذرہ” تلاش کی جگہ سے اڑتا ہے، تین چیزوں کی بنیاد پر اپنی رفتار کو ایڈجسٹ کرتا ہے:

1. جڑتا: موجودہ سمت میں حرکت جاری رکھیں (مومینٹم)

2. ذاتی بہترین ریکارڈ: بہترین حل کی طرف بڑھنا تم ہو کبھی دریافت کیا؟

3. عالمی بہترین: بہترین حل کی طرف بڑھنا بھیڑ میں کوئی بھی دریافت کیا

خوبصورت حصہ: PSO کو کوڈ کی تقریباً 20 لائنوں میں لاگو کیا جا سکتا ہے، اسے گریڈینٹ معلومات کی ضرورت نہیں ہے، اور ایسے مسائل کے لیے کام کرتا ہے جہاں کوئی مشتق دستیاب نہیں ہے۔ نیورل نیٹ ورک ٹریننگ، اینٹینا ڈیزائن، پاور گرڈ آپٹیمائزیشن، فنانشل ماڈلنگ وغیرہ کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

دوسرے لوگ

• مصنوعی مکھیوں کی کالونی (ABC): شہد کی مکھیوں کو جمع کرنے کے بعد وضع کردہ، کرایہ پر لی گئی مکھیاں، مبصر شہد کی مکھیاں، اور سکاؤٹ مکھیاں مختلف کردار ادا کرتی ہیں۔

• فائر فلائی الگورتھم: روشن فائر فلائیز گہرے فائر فلائیز کو اپنی طرف متوجہ کرتی ہیں، قدرتی طور پر کئی اچھے حلوں کے گرد ذیلی گروپ بناتی ہیں، اور بہت سے مقامی اصلاحی مسائل کے لیے موزوں ہیں۔

وہ سب ایک ہی طریقہ پر چلتے ہیں۔ سادہ ایجنٹ + مقامی قواعد + تکرار = حیرت انگیز طور پر اچھا حل۔

ایک فوری بلوٹوتھ پرائمر (میں وعدہ کرتا ہوں کہ اس سے تکلیف نہیں ہوگی)

اس سے پہلے کہ ہم متوازی کا ایک گروپ بنائیں، آئیے یقینی بنائیں کہ ہم ایک ہی صفحہ پر ہیں کہ بلوٹوتھ حقیقت میں کیسے کام کرتا ہے۔ میں اسے بے درد رکھوں گا۔

بنیادی باتیں

بلوٹوتھ 2.4GHz ISM بینڈ میں کام کرتا ہے (وہی بینڈ جو آپ کے Wi-Fi، مائکروویو، اور بچے مانیٹر اگلے دروازے پر ہے)۔ اصل میں مختصر فاصلے کی کیبل کی تبدیلی کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ وائرلیس ہیڈسیٹ، کی بورڈز، فونز کے درمیان فائل کی منتقلی، اور مزید کے بارے میں سوچیں۔

دو اہم ذائقے ہیں:

• بلوٹوتھ کلاسک (BR/EDR): اعلیٰ بینڈوتھ جو مسلسل سلسلہ بندی کے لیے ڈیزائن کی گئی ہے (موسیقی، آواز)۔ یہ 79 چینلز کا استعمال کرتا ہے، ہر ایک 1 میگاہرٹز چوڑا ہے۔

• بلوٹوتھ کم توانائی (BLE): وقفے وقفے سے ڈیٹا ایکسچینج (سینسر، بیکنز، سمارٹ واچز) کے لیے کم پاور ڈیزائن کیا گیا ہے۔ یہ 40 چینلز کا استعمال کرتا ہے، ہر ایک 2 میگاہرٹز چوڑا ہے۔

آلات ایک دوسرے کو کیسے تلاش کرتے ہیں۔

یہ وہ جگہ ہے جہاں یہ دلچسپ ہو جاتا ہے۔ BLE ڈیوائسز فیرومون ٹریل کی طرح ایک عمل کے ذریعے ایک دوسرے کو دریافت کرتے ہیں۔

AD (فیرومون):

• آپ جس آلہ کو دریافت کرنا چاہتے ہیں وہ اس طرح ایک مختصر پیکٹ نشر کرتا ہے: اشتہار تین مخصوص چینلز میں (37، 38، 39)۔

• ان تینوں چینلز کو حکمت عملی کے ساتھ سب سے زیادہ مشہور وائی فائی چینلز کے درمیان خلا میں رکھا گیا ہے، جس میں ان میں پہلے سے تیار کردہ مضحکہ خیز رویہ ہے۔

• یہ آلہ ہر 20ms سے 10.24 سیکنڈ پر نشر کرتا ہے، اس بات پر منحصر ہے کہ اسے کتنی فوری طور پر واقع ہونے کی ضرورت ہے۔

• دونوں آلات کو مستقل طور پر آپس میں ٹکرانے سے روکنے کے لیے ہر براڈکاسٹ میں ایک چھوٹی سی بے ترتیب تاخیر (0-10ms) شامل کی جاتی ہے، جیسا کہ فائر فلائی چمکنے کے وقت کو قدرے بے ترتیب کرنا۔

سکیننگ (ایک پگڈنڈی کے بعد چیونٹیاں):

• کنکشن تلاش کرنے والا آلہ ( ہیڈکوارٹر(عام طور پر ایک موبائل فون) وہ اشتہاری چینل وصول کرتا ہے۔

• "فیرومونز” کو منتخب کریں، جو کہ اشتہاری پیکٹ ہیں، اور مختلف آلات پر ان کے بارے میں جانیں۔

• اگر آپ مزید معلومات چاہتے ہیں تو آپ بھیج سکتے ہیں: اسکین کی درخواستمشتہر اضافی ڈیٹا کے ساتھ جواب دیتا ہے۔ یہ ایک چیونٹی کی طرح ہے جو فیرومون کا پتہ لگاتی ہے اور پھر قریب سے دیکھنے کے لیے اس کے اینٹینا کو چھوتی ہے۔

کنکشن:

• مرکز سے بھیجا گیا۔ CONNECT_IND ایک پیکٹ بھیجا جاتا ہے جس میں کہا جاتا ہے کہ "چلو بات کرتے ہیں”، اور اس وقت سے، دونوں ڈیوائسز اپنی گھڑیوں کو سنکرونائز کرتے ہیں، 37 ڈیٹا چینلز میں ایک ہاپنگ پیٹرن پر متفق ہوتے ہیں، اور ڈیٹا کا تبادلہ شروع کر دیتے ہیں۔

Piconet: ایک چھوٹا سا خود کو منظم کرنے والا ریوڑ۔

ایک بار جب آلہ جڑ جاتا ہے۔ piconetیہ بلوٹوتھ نیٹ ورکنگ کی بنیادی اکائی ہے۔ ایک پکونیٹ میں شامل ہیں:

• 1 مرکزی (ماسٹر): وہ آلہ جس نے کنکشن شروع کیا۔

• 7 فعال پیری فیرلز تک (غلام): ہر 3 بٹ ایڈریس تفویض کیا جاتا ہے۔

• 255 پارکنگ یونٹس تک: ماسٹر کلاک کے ساتھ ہم آہنگ، لیکن فعال طور پر بات چیت نہیں کر رہا ہے (ضرورت پڑنے پر اسے تبدیل کیا جا سکتا ہے)

خود ترتیب دینے والا حصہ مندرجہ ذیل ہے: کوئی بھی فیصلہ نہیں کر سکتا کہ انچارج کون ہے۔. وہ آلہ جو دریافت اور کنکشن کا آغاز کرتا ہے قدرتی طور پر اس کردار کو قبول کرتا ہے۔ یہ ایک فوری کردار کی تفویض ہے کہ شہد کی مکھی جو خوراک تلاش کرتی ہے وہ دوسری شہد کی مکھیوں کی پیروی کرنے کے لیے ڈی فیکٹو لیڈر بن جاتی ہے۔

متعدد piconets کے ذریعے آپس میں منسلک کیا جا سکتا ہے: پل نوڈایک آلہ جو دو پکونیٹ کے درمیان وقت کے اشتراک سے حصہ لیتا ہے۔ یہ ہے Scatternetیہ بنیادی طور پر ریوڑ کا ایک نیٹ ورک ہے جو مشترکہ رکنیت کے ذریعے جڑا ہوا ہے۔ واقف آواز؟ اس طرح چیونٹی کے چارے کے مختلف گروہوں کے درمیان معلومات پھیلتی ہے۔

بلوٹوتھ ایک گروپ ہے اور آپ کو کسی نے نہیں بتایا

اب ہم اچھی چیزوں کی طرف آتے ہیں۔ میں آپ کو بلوٹوتھ کے اندر چھپی ہوئی بھیڑ کی ذہانت کے اصول دکھاؤں گا۔ ایک بار جب آپ اسے دیکھ لیں تو آپ اسے نہیں دیکھ سکتے۔

انکولی فریکوئنسی ہاپنگ: ریڈیو میں چیونٹی کالونیاں۔

یہ میرا پسندیدہ متوازی ہے، جو سادہ نظروں میں چھپا ہوا ہے۔

مسئلہ: بلوٹوتھ 2.4GHz بینڈ کو Wi-Fi، مائکروویو، بیبی مانیٹر، اور تقریباً 47 دیگر آلات کے ساتھ شیئر کرتا ہے جو اسے استعمال کرنا چاہتے ہیں۔ اگر بلوٹوتھ صرف ایک فریکوئنسی پر رہے تو اسے مسلسل روند دیا جائے گا۔

حل: فریکوئنسی ہاپنگ۔

بلوٹوتھ کلاسک 79 چینلز میں 1,600 بار فی سیکنڈ (ہر 625 مائیکرو سیکنڈز) پر ہاپ کرتا ہے۔ ہاپنگ پیٹرن چھدم بے ترتیب ہے اور ماسٹر کے ایڈریس اور گھڑی کے ذریعہ سیڈ کیا جاتا ہے۔ سننے والا یا مداخلت کرنے والا یہ اندازہ نہیں لگا سکتا کہ بات چیت آگے کہاں جائے گی۔

لیکن بنیادی ہاپنگ کافی نہیں ہے۔ اگر قریبی Wi-Fi راؤٹر کے ذریعے چینلز 40-50 کو مستقل طور پر حذف کر دیا جائے تو کیا ہوگا؟ آپ کو 14% وقت میں مداخلت کا سامنا کرنا پڑے گا۔

داخل کریں انکولی فریکوئنسی ہاپنگ (AFH):

1. تمام آلات چینل کے معیار کی نگرانی کرتے ہیں۔ – ہر چینل کے لیے پیکٹ کی غلطی کی شرح کو ٹریک کریں۔ یہ "چیونٹی بریڈ کرمب” مرحلہ ہے۔

2. چینلز کی درجہ بندی کی گئی ہے۔ وہ اچھے، برے، یا نامعلوم کے بطور نشان زد ہیں۔ ماسٹر ان ریٹنگز کو piconet تقسیم شدہ سینسنگ میں موجود تمام آلات سے جمع کرتا ہے۔

3. ماسٹر چینل کا نقشہ بناتا ہے۔ – ایک 79 بٹ بٹ میپ جو آپ کو بتاتا ہے کہ کون سے چینل محفوظ ہیں۔ ہاپنگ تنوع کو برقرار رکھنے کے لیے، کم از کم 20 چینلز کا "اچھی” حالت میں ہونا ضروری ہے۔

4. ہاپنگ آرڈر کو ایڈجسٹ کیا گیا ہے۔ – اگر چھدم بے ترتیب ترتیب "خراب” چینل پر اترتی ہے، تو اس کے بجائے ہاپ کو ایک "اچھے” چینل پر دوبارہ بنایا جاتا ہے۔

5. یہ مسلسل چلتا ہے۔ جب زیر بحث مائیکرو ویو کو آف کر دیا جاتا ہے، تو پہلے کے خراب چینلز کو بحال کیا جاتا ہے، دوبارہ درجہ بندی کیا جاتا ہے، اور دوبارہ گردش میں ڈال دیا جاتا ہے۔

یہ بھیڑ کی ذہانت کیوں ہے:

بھیڑ اصول	AFH کا نفاذ
تقسیم شدہ سینسنگ	ہر آلہ آزادانہ طور پر چینل کے معیار کی نگرانی کرتا ہے۔
اجتماعی فیصلہ	ماسٹر چینل کے نقشوں کو جمع اور مرتب کرتا ہے۔
برے راستوں سے بچو	ہاپنگ سکیپس چینلز کو برا کے طور پر نشان زد کیا گیا ہے۔
تبدیلی کے لئے موافقت	چینلز کی مسلسل دوبارہ درجہ بندی کی جا رہی ہے۔
کوئی بیرونی دماغ نہیں۔	نظام خود کو ڈھال لیتا ہے۔ کوئی بھی دستی طور پر "اچھی” تعدد کا انتخاب نہیں کرتا ہے۔

"چینل” کو "فوریجنگ پاتھ” سے بدلیں، "پیکٹ ایرر” کو "خالی فوڈ سورس” سے اور "میزبان کے چینل کا نقشہ” کو "فیرومون کنسنٹریشن” سے بدلیں، اور آپ کے پاس بنیادی طور پر چیونٹیوں کی کالونی ہے۔

BLE ایڈورٹائزنگ: ریڈیو پر فیرومون ٹریلز

BLE ایڈورٹائزنگ اور فیرومون ٹریلز کے درمیان مماثلتیں تقریباً کامل ہیں۔

چیونٹی کالونی	بی ایل ای
چیونٹیاں اپنی پگڈنڈیوں پر فیرومونز ذخیرہ کرتی ہیں۔	ڈیوائس اشتہاری پیکٹ کو ہوا پر نشر کرتا ہے۔
فیرومون کی حراستی فاصلے کے ساتھ کم ہوتی ہے۔	سگنل کی طاقت (RSSI) فاصلے کے ساتھ کم ہوتی ہے۔
فیرومونز وقت کے ساتھ بخارات بن جاتے ہیں۔	اشتہاری پیکٹ عارضی ہوتے ہیں۔ اشتہارات بند کریں اور آپ "غائب” ہو جائیں
مضبوط فیرومونز = زیادہ اہم نشانات۔	تیز تر اشتہار کے وقفے = مزید "مرئی” آلات۔
چیونٹیاں فیرومونز کو محسوس کرتی ہیں اور ان کی پیروی کرتی ہیں۔	سکینر اشتہاری پیکٹوں کا پتہ لگاتا اور جوڑتا ہے۔
چیونٹیوں کے درمیان کوئی براہ راست رابطہ نہیں ہے۔	براہ راست مواصلات کی ضرورت نہیں ہے۔ وائرلیس ماحول پیغام پہنچاتا ہے (بدنما!)

جب آپ کا فون کسی کمرے میں داخل ہوتا ہے اور ایک سمارٹ اسپیکر دریافت کرتا ہے، تو ایسا اس لیے نہیں ہوتا کہ کسی نے آپ کے فون کو بتایا کہ اسپیکر کہاں ہے۔ اسپیکر نے "فیرومونز” رکھی اور ماحول میں اشتہاری پیکٹ نشر کیے، اور فون کے سکینر نے نشانات اٹھا لیے۔

یہ ایک بدنما داغ ہے۔ Pierre-Paul Grassé کو فخر ہو گا۔

BLE میش: اسمارٹ ہومز میں چیونٹی کالونیاں

اگر بنیادی بلوٹوتھ چھوٹے پرندوں کا جھنڈ ہے، بلوٹوتھ میش یہ چیونٹیوں کی ایک مکمل کالونی ہے۔ BLE Mesh، جو 2017 میں بلوٹوتھ SIG کے ذریعے معیاری بنایا گیا ہے، "ایک دلچسپ تشبیہ” سے "بنیادی طور پر ایک ہی چیز” تک لے جاتا ہے۔

میش کیسے کام کرتا ہے: فلڈ مینجمنٹ

موجودہ نیٹ ورکس (وائی فائی، انٹرنیٹ) روٹنگ: ہر پیغام A سے B تک پہلے سے طے شدہ راستے کی پیروی کرتا ہے جس کا حساب ایک روٹر کے ذریعہ کیا جاتا ہے جو نیٹ ورک ٹوپولوجی جانتا ہے۔

بلوٹوتھ میش کہتا ہے: "نہیں، آئیے صرف چیخیں۔”

یہ نقطہ نظر سیلاب کا انتظامیہ ہجوم کے ذریعے پھیلنے والی افواہ کی طرح کام کرتا ہے۔

1. نوڈ اے ایک پیغام شائع کرتا ہے۔ پیغام کو BLE اشتہاری پیکٹ کے طور پر نشر کریں۔

2. وائرلیس رینج کے اندر تمام ریلے نوڈس اسے سنتے اور دوبارہ نشر کرتے ہیں۔ وہ نہیں جانتے کہ ان کی منزل کہاں ہے۔ انہیں کوئی پرواہ نہیں۔ وہ صرف اسے منتقل کرتے ہیں۔

3. اس نوڈ کے پڑوسی اسے سنتے ہیں اور اسے دوبارہ نشر کرتے ہیں۔

4. پیغام باہر کی طرف پھیلتا ہے۔ جیسے تالاب میں گرا ہوا پتھر، جب تک آپ اپنی منزل پر نہ پہنچ جائیں۔ ٹی ٹی ایل (لائف ٹائم) اس کی میعاد ختم ہو جاتی ہے۔

تین میکانزم اسے لامحدود ایکو چیمبر بننے سے روکتے ہیں۔

• ٹی ٹی ایل: ہر پیغام TTL (0-127) سے شروع ہوتا ہے۔ ہر ریلے اس میں 1 تک کمی کرتا ہے۔ جب 0 تک پہنچ جاتا ہے، پیغام کا پھیلاؤ رک جاتا ہے۔ ایک افواہ کی طرح جو ہر بار دوبارہ کہنے پر توانائی کھو دیتی ہے۔

• پیغام کیش: تمام نوڈس کو حال ہی میں دیکھے گئے پیغامات یاد ہیں (ذریعہ پتہ + ترتیب نمبر کی بنیاد پر)۔ کیا آپ کو کوئی نقل نظر آتی ہے؟ خاموشی سے اسے پھینک دو۔

• ترتیب نمبر: ایک 24 بٹ کاؤنٹر اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ کسی مخصوص ذریعہ کے تمام پیغامات منفرد ہوں۔

یہ تقریباً اسی طرح ہے جس طرح چیونٹیاں اپنے الارم سگنل پھیلاتی ہیں۔ جب ایک چیونٹی کسی شکاری کو دیکھتی ہے تو یہ ایک الارم فیرومون جاری کرتی ہے۔ آس پاس کی چیونٹیاں اس کا احساس کرتی ہیں اور اپنی چیونٹیوں کو چھوڑ دیتی ہیں۔ خطرے کی گھنٹی کالونی کو جھاڑ رہی ہے، اور مرکزی اعصابی نظام کی ضرورت نہیں ہے۔ سگنل قدرتی طور پر فاصلے کے ساتھ کم ہوتے ہیں (مثال کے طور پر TTL کم ہوتا ہے) اور وقت کے ساتھ کمزور ہو جاتے ہیں (جیسے فیرومون بخارات)۔

بلوٹوتھ میش پلیئر

میش نیٹ ورکس میں نوڈ کی مختلف قسمیں ہوتی ہیں اور حیرت انگیز طور پر کالونی کرداروں کے لیے نقشہ بناتے ہیں۔

میش نوڈ کی قسم	یہ کیا کرتا ہے	کالونی ینالاگ
ریلے نوڈ	میش پیغامات وصول کرتا ہے اور انہیں دوبارہ نشر کرتا ہے۔	ورکر چیونٹیاں لائن سے نیچے فیرومون سگنل منتقل کرتی ہیں۔
پراکسی نوڈ	برجز میش اور نان میش BLE ڈیوائسز (یعنی فون پراکسی کے ذریعے میش کے ساتھ بات چیت کرتا ہے)	یہ اینتھل کے دروازے پر چیونٹیوں کی حفاظت کرتا ہے اور "اندرونی” اور "بیرونی” مواصلات کا ترجمہ کرتا ہے۔
دوست نوڈ	کم طاقت والے نوڈس کے بارے میں پیغامات کو اسٹور کرتا ہے جو سلیپ موڈ میں ہیں۔	نرس مکھی آرام کرنے والے کیٹرپلرز کو معلومات فراہم کرتی ہے۔
کم طاقت نوڈ	زیادہ تر وقت سوتا ہے، وقتاً فوقتاً جاگتا رہتا ہے تاکہ دوستوں کو دیکھ سکے۔	ہائبرنیٹنگ کالونی ممبران توانائی بچاتے ہیں۔

سبسکرائب کرنے کے بعد: میسی کا واگل ڈانس

بلوٹوتھ میش ایک پبلش-سبسکرائب کمیونیکیشن ماڈل کا استعمال کرتا ہے جو مکھیوں کے واگل ڈانس سے ملتا جلتا ہے۔

یہاں یہ ہے کہ یہ کیسے کام کرتا ہے:

• اشاعت: نوڈ ایک مخصوص ایڈریس پر پیغام بھیجتا ہے۔ یہ یونی کاسٹ ایڈریس (ایک مخصوص ڈیوائس) یا گروپ ایڈریس (مثلاً "کچن لائٹس” یا "تیسری منزل کے سینسر”) ہو سکتا ہے۔

• سبسکرائب کیا: نوڈس ان پتے پر سبسکرائب کریں جن میں وہ دلچسپی رکھتے ہیں۔ کچن لائٹنگ کے لیے، ‘کچن لائٹنگ’ کو سبسکرائب کریں۔ تیسری منزل کا سموک ڈیٹیکٹر "تیسری منزل کے سینسر” کو سبسکرائب کرتا ہے۔

جب لائٹ سوئچ "کچن لائٹس” گروپ میں "آن” کرتا ہے تو پیغامات جال میں بھر جاتے ہیں۔ تمام نوڈس یہ ریلے، لیکن صرف کچن کی لائٹ کام کرتی ہے۔. دیگر تمام نوڈس مواد کو ریلے کرتے ہیں اور اسے نظر انداز کرتے ہیں۔

یہ واگل ڈانس ہے۔ خوراک کے ذرائع کے بارے میں معلومات کے ساتھ چھتے کے ارد گرد چارہ لگانے والی مکھیاں رقص کرتی ہیں۔ چھتے میں موجود تمام شہد کی مکھیاں رقص دیکھ سکتی ہیں (پیغامات کا سیلاب آ رہا ہے)۔ تاہم، صرف شہد کی مکھیاں (سبسکرائبرز) جو چارہ لگانے میں دلچسپی رکھتی ہیں وہ پیغام کو ڈی کوڈ کرتی ہیں اور ماخذ کی طرف اڑتی ہیں۔ باقی اسے نظر انداز کرتے ہیں۔

اپنا پیغام نشر کریں۔ اسٹیک ہولڈرز کو اپنی مرضی کا انتخاب کرنے دیں۔ کسی مرکزی ڈسپیچر کی ضرورت نہیں ہے۔

حقیقی دنیا: سلوایر اور کلسٹر لائٹ ویئر ہاؤس

سلوائر نے دنیا کی سب سے بڑی بلوٹوتھ میش لائٹنگ انسٹالیشن بنائی ہے۔ تعیناتیوں میں تجارتی دفاتر اور گودام شامل ہیں جن میں ہزاروں چراغ ہیں، جن میں سے ہر ایک میش نوڈ ہے۔

ایک گودام کے فرش کا تصور کریں جس پر 500 لائٹس ہوں۔ قبضے کے سینسرز پتہ لگاتے ہیں کہ جب کوئی زون 3 میں داخل ہوتا ہے۔ یہ "زون 3 لائٹس” گروپ ایڈریس پر "ٹرن آن” پیغام پوسٹ کرے گا۔ میش کے ذریعے پیغامات کا سیلاب۔ تمام ریلے نوڈس اسے آگے بڑھاتے ہیں۔ اس گروپ ایڈریس پر سبسکرائب کی گئی تمام لائٹس آن ہو جائیں گی۔ اگر سینسر اور دور دراز کی روشنی کے درمیان ریلے نوڈ ناکام ہو جاتا ہے، تو پیغام بذریعہ روشنی تک پہنچتا ہے: متبادل ریلے کا راستہ.

کسی سرور نے کمانڈ پر کارروائی نہیں کی۔ کسی روٹر نے راستے کا حساب نہیں لگایا ہے۔ ناکامی کا کوئی ایک نقطہ نہیں ہے۔ نظام ٹھوس ہے اس کی وجہ یہ ہے کہ دماغ نہیں ہے۔

اگر یہ چیونٹی کی کالونی نہیں ہے تو مجھے نہیں معلوم کہ کیا ہے۔

خود علاج: جب نوڈ مر جاتا ہے تو کیا ہوتا ہے؟

روایتی نیٹ ورک میں، اگر آپ کا راؤٹر ناکام ہوجاتا ہے، تو آپ کو اپنے آئی ٹی ڈیپارٹمنٹ کو کال کرنا پڑے گا اور گھبراہٹ ہوگی۔

بلوٹوتھ میش میں، اگر ریلے نوڈ ناکام ہو جاتا ہے… کچھ بھی ڈرامائی نہیں ہوتا ہے۔ اس نوڈ کے ذریعے آنے والے پیغامات سادہ ہیں۔ دوسرے ریلے نوڈ کے ذریعے متبادل راستہ. اپ ڈیٹ کرنے کے لیے کوئی روٹنگ ٹیبلز نہیں ہیں اور چلانے کے لیے کوئی کنورجنس الگورتھم نہیں ہیں۔ سیلاب کا طریقہ کار بنیادی طور پر خلا کے گرد گھومتا ہے۔

ایک نیا نوڈ شامل کرنے سے فوری طور پر ریلے ہونا شروع ہو جاتا ہے، لہذا موجودہ نوڈس کو دوبارہ ترتیب دینے کی ضرورت نہیں ہے۔

یہ اسی طرح ہے جس طرح ایک چیونٹی کالونی بھری ہوئی پگڈنڈی سے نمٹتی ہے۔ اگر آپ مقررہ راستے میں رکاوٹیں ڈالتے ہیں تو چیونٹیاں ہنگامی میٹنگ نہیں کریں گی۔ انفرادی چیونٹیوں کو رکاوٹ کا سامنا کرنا پڑتا ہے وہ متبادل تلاش کرتے ہیں، فیرومونز کو ایک نئے راستے پر ڈال دیتے ہیں، اور منٹوں میں ایک نیا راستہ ابھرتا ہے۔ سپلائی کا سلسلہ بغیر کسی پریشانی کے جاری ہے۔

یہ رئیل اسٹیٹ، وکندریقرت کے ذریعے مضبوطیبھیڑ کی ذہانت وہ سب سے اہم تحفہ ہے جو یہ بلوٹوتھ میش کو لاتا ہے۔

جہاں بلوٹوتھ بھیڑ کا استعارہ توڑ دیتا ہے۔

میں ایک گلابی تصویر بنا رہا ہوں، اور سچ پوچھیں تو مجھے یہ بتانے کی ضرورت ہے کہ استعارہ کہاں سے الگ ہو جاتا ہے۔ بلوٹوتھ ادھار لینا یہ بھیڑ کی ذہانت سے آتا ہے، لیکن یہ خالص بھیڑ کا نظام نہیں ہے۔ اختلافات درج ذیل ہیں:

1. سیلاب کا انتظام ≠ چیونٹی کالونی کی اصلاح

بلوٹوتھ میش استعمال کریں۔ سیلاب: پیغامات ہر جگہ جاتے ہیں، قطع نظر اس سے کہ راستہ "اچھا” ہے یا نہیں۔ ایک حقیقی ACO ہے۔ وقت کے ساتھ ساتھ ہوشیار بنیں۔ فیرومونز اچھی سڑکوں پر جمع ہوتے ہیں۔ بلوٹوتھ میش نہیں سیکھتا۔ یہ صرف زور سے چیختا ہے۔

یہ جان بوجھ کر توازن ہے۔ سیلاب آسان، زیادہ طاقتور ہے، اور چھوٹے کنٹرول پیغامات کے لیے کم تاخیر کا حامل ہے (جیسے "لائٹس آن کریں”)۔ تاہم، یہ ہائی تھرو پٹ ڈیٹا سٹریمنگ کے لیے پیمانہ نہیں ہے۔ آپ ایک منظم سیلاب کے ذریعے Spotify کو سٹریم نہیں کرنا چاہتے۔

2. فراہمی کے لیے مرکزی اتھارٹی کی ضرورت ہوتی ہے۔

ایک بار جب نیا آلہ بلوٹوتھ میش نیٹ ورک سے جڑ جاتا ہے۔ فراہمی کا عملاس مرحلے پر کمیشن فراہم کنندہ (عام طور پر ایک موبائل فون جو ایپ چلاتا ہے) انکرپشن کیز تقسیم کرتا ہے، پتے تفویض کرتا ہے، اور ڈیوائس کی تصدیق کرتا ہے۔

یہ ایک مرکزی رکاوٹ ہے۔ چیونٹی کی کالونی کو نئے کارکنوں کو داخل کرنے کے لیے "ملکہ” کی ضرورت نہیں ہوتی۔ نئی چیونٹیاں نمودار ہوتی ہیں اور فیرومون کی پیروی کرنا شروع کر دیتی ہیں۔ بلوٹوتھ میش کو انسانی آن بورڈنگ کے اقدامات کی ضرورت ہے۔

ایک بار فراہم کرنے کے بعد، نیٹ ورک ایک وکندریقرت طریقے سے کام کرتا ہے۔ لیکن سامنے کے دروازے پر ایک سیکورٹی گارڈ ہے۔

3. AFH مکمل طور پر وکندریقرت نہیں ہے۔

انکولی فریکوئنسی ہاپنگ میں، انفرادی آلات چینل کے معیار کو محسوس کرتے ہیں (منتشر)؛ ماسٹر چینل کے نقشوں کو مرتب اور تقسیم کرتا ہے۔ (مرکزی)۔ وکندریقرت سینسنگ کے بعد مرکزی فیصلہ سازی کی جاتی ہے۔ یہ "چیونٹیوں کا اجتماعی طور پر راستہ منتخب کرنے” کے بجائے "سی ای او کے لیے ایک رپورٹ کراؤڈ سورسنگ” جیسا ہے۔

ایک حقیقی بھیڑ ہر ڈیوائس کو آزادانہ طور پر کسی مشترکہ نقشے پر متفق کیے بغیر خراب چینلز سے بچنے کی اجازت دیتی ہے۔ کچھ تحقیق اس سمت میں آگے بڑھ رہی ہے، جیسے کہ 2021 پیپر میں eAFH الگورتھم۔

4. حب کا مسئلہ

اگرچہ میش "فلیٹ” ہے، عملی طور پر بہت سے بلوٹوتھ میش کی تعیناتیاں اب بھی چند کلیدی ریلے نوڈس یا پراکسی نوڈس پر انحصار کرتی ہیں۔ اگر یہ نیچے چلا جاتا ہے، تو میش ٹکڑے ٹکڑے ہو سکتا ہے. ایک حقیقی بھیڑ کا نظام زیادہ خوبصورتی کے ساتھ تنزلی کا شکار ہوتا ہے کیونکہ تمام ایجنٹ عملی طور پر قابل تبادلہ ہوتے ہیں۔

آگے کیا ہے: بھیڑ نیچے کی طرف جاتا ہے۔

بھیڑ کی انٹیلی جنس اور وائرلیس مواصلات کا ابھار ابھی شروع ہوا ہے۔ صورت حال کچھ یوں ہے:

ہوشیار میش روٹنگ

تحقیق ایک ہائبرڈ نقطہ نظر کی تلاش کر رہی ہے جہاں بلوٹوتھ میش خالص سیلاب کی بجائے کامیاب پیغامات کو روٹ کرنے کے لیے کمک، جیسے فیرومونز کا استعمال کرتا ہے۔

ایک میش کا تصور کریں جہاں کثرت سے استعمال ہونے والے ریلے کے راستے "مضبوط” (ترجیح یافتہ) ہوتے ہیں اور شاذ و نادر ہی استعمال ہونے والے راستوں کو ترجیح دی جاتی ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ اصلی ACO میش روٹنگ پر لاگو ہوتا ہے۔

سوارم روبوٹکس اور BLE

ہارورڈ کے کلوبوٹ پروجیکٹ (2014) نے 1,024 چھوٹے روبوٹ ($14 ہر ایک) کا مظاہرہ کیا جو مقامی تعاملات کا استعمال کرتے ہوئے پیچیدہ شکلوں میں خود کو منظم کرتے ہیں۔ ہر کلوبوٹ اپنے پڑوسیوں کے ساتھ انفراریڈ کے ذریعے بات چیت کرتا ہے، لیکن مستقبل کے بھیڑ کے روبوٹ تیزی سے BLE کو کوآرڈینیشن کے لیے استعمال کر رہے ہیں۔

BLE میش کو سوارم روبوٹکس کے ساتھ ملانا ہمیں آلات کا ایک نیٹ ورک فراہم کرتا ہے جو حقیقی دنیا میں جسمانی طور پر حرکت، تنظیم نو اور خود کو ٹھیک کر سکتا ہے۔

DARPA کے OFFSET پروگرام نے 250 تک خود مختار ڈرونز کا تجربہ کیا جو شہری ماحول میں مل کر کام کرتے ہیں، اسی طرح کے اصولوں کا استعمال کرتے ہوئے، صرف مقامی قوانین کا استعمال کرتے ہوئے اور مرکزی کنٹرول کے بغیر ابھرتے ہیں۔

ملٹی ایجنٹ AI وائرلیس سواروں سے ملتا ہے۔

فی الحال AI میں سب سے زیادہ گرم رجحان ہے، ملٹی ایجنٹ سسٹمز، جہاں ایک سے زیادہ AI ایجنٹس ایک کام میں تعاون کرتے ہیں، بھیڑ کی ذہانت کے اصولوں کا اہم استعمال کرتے ہیں۔ اوپن اے آئی کے سوارم جیسے فریم ورک تصورات کو قرض لیتے ہیں جیسے تقسیم شدہ کوآرڈینیشن اور ابھرتی ہوئی کارروائیاں۔

اب اسے BLE میش کے ساتھ ملانے کا تصور کریں۔ سمارٹ ڈیوائسز کا ایک نیٹ ورک ہر ایک ہلکے وزن والے AI ایجنٹوں کو چلاتا ہے اور مرکزی کلاؤڈ سرور کی ضرورت کے بغیر عمارت کی روشنی، HVAC، اور سیکیورٹی کے بارے میں اجتماعی طور پر فیصلے کرتا ہے۔ آپ کے سمارٹ گھر میں دماغ نہیں ہے۔ چیونٹیوں کی کالونی ہے۔

بلوٹوتھ 6.0 یا اس سے زیادہ

بلوٹوتھ کا ارتقا جاری ہے۔ سمت تلاش کریں۔ (بلوٹوتھ 5.1) اینگل آف ارائیول/ڈپارچر ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے سب میٹر انڈور پوزیشننگ کو قابل بناتا ہے۔ چینل کی آواز (بلوٹوتھ 6.0) سینٹی میٹر سطح کے فاصلے کی پیمائش کی اجازت دیتا ہے۔

یہ صلاحیتیں بلوٹوتھ ڈیوائسز کو زیادہ سے زیادہ "مقامی بیداری” رکھنے کی اجازت دیتی ہیں، جیسے بہتر اینٹینا کے ساتھ چیونٹی، درست مقام کی معلومات کی بنیاد پر زیادہ تر بھیڑ جیسا رویہ اختیار کرتی ہے۔

ختم

آئیے ایک قدم پیچھے ہٹیں اور دیکھیں کہ ہم نے کیا احاطہ کیا ہے۔

بھیڑ اصول	بلوٹوتھ اسے کس طرح استعمال کرتا ہے۔
تقسیم شدہ کنٹرول	میش میں کوئی مرکزی روٹر نہیں: piconets خود تفویض کردار
مقامی تعامل → عالمی کارروائی	منظم سیلاب: ہر نوڈ صرف اپنے پڑوسیوں کے ساتھ بات چیت کرتا ہے، لیکن پیغامات پورے نیٹ ورک تک پہنچتے ہیں۔
Stigmerge	BLE ایڈورٹائزنگ: آلات وائرلیس ماحول میں "فیرومونز” (اشتہاری پیکٹ) چھوڑ دیتے ہیں۔
مثبت رائے	AFH میں بہتر چینلز: کامیاب راستے سیلاب میں واضح طور پر استعمال ہوتے ہیں
منفی رائے	AFH میں خراب چینلز سے بچنا: کیشے کے ذریعے ڈپلیکیٹ پیغامات کو ضائع کر دیا گیا۔
غلطی کی رواداری	جب کوئی نوڈ حذف ہوجاتا ہے، تو میش خود بخود بحال ہوجاتا ہے۔ جب کوئی آلہ چلا جاتا ہے، تو پکونٹ کو دوبارہ ترتیب دیا جاتا ہے۔
موافقت	AFH مسلسل مداخلت کو اپناتا ہے۔ اگر کوئی خرابی ہوتی ہے تو میش دوبارہ روٹ کرے گا۔
محنت کی تقسیم	ریلے، پراکسی، دوست، اور کم طاقت والے نوڈس خاص کردار ادا کرتے ہیں، جیسے چیونٹی کے درجہ بندی۔

ہمارے ٹرانزسٹر کی ایجاد سے اربوں سال پہلے قدرت نے تقسیم شدہ کوآرڈینیشن کا مسئلہ حل کر دیا تھا۔ چیونٹیوں نے ڈجکسٹرا کے بغیر مختصر ترین راستے کا پتہ لگایا۔ شہد کی مکھیوں نے بغیر Paxos کے اپنا متفقہ الگورتھم بنایا۔ پرندوں نے جی آر پی سی کے بغیر تقسیم شدہ کوآرڈینیشن ایجاد کیا۔

اور بلوٹوتھ؟ چاہے ڈیزائن یا کنورجنٹ ارتقاء کے لحاظ سے، وہ ایک ہی پلے بک سے چلتے ہیں۔

اگلی بار جب آپ کے وائرلیس ایئربڈز آپ یا کلاؤڈ سرور کی مدد کے بغیر دو سیکنڈ میں آپ کے فون سے جڑ جائیں گے، تو آپ چیونٹیوں کو سلام کریں گے۔ انہوں نے پہلے یہ کیا۔