A kézbesítési drónok optimalizálása érdekében az Amazon talán inspirálhat az aktuális Amazontól.
kapcsolodo tartalom
- Ezek a szokatlan amerikai hangyák soha nem öregsznek
- Kinek van szüksége illesztőprogramra? Ezeket a haditengerészeti hajókat úgy programozták meg, hogy a méhekhez hasonlóan rajzzanak
- Scott Solomon a "hangya vadász"
A közép- és dél-amerikai hadsereg hangyák agresszíven keresik a legrövidebb utat az erdő talaján, hogy elegendő ételt vihessenek haza és biztosítsák kolóniájuk jövőjét. A hatékonyságra való összpontosítás arra késztette a rovarokat, hogy okos trükköt fejlesszenek ki: Összekapcsolják testüket, hogy kitöltsék a fúrólyukakat, és élő hidakat építsenek.
Ahogy egyre több hangya csatlakozik, a hidak a nagyobb és nagyobb hézagok felé mozgatják a helyeket, és lerövidítik a hangyák útját, amikor az ételt vissza kell szállítani a fészekbe. Mivel azonban a hídon lévő egyes téglák elveszített takarmányozók is, a hangyák olyan pontot érnek el, ahol egy kissé jobb parancsikont nem éri meg a költség.
"Összességében elérjük ezt a költség-haszon kompromisszumot, de angyalok nélkül, hogy valóban tudnánk" - mondja Chris Reid, a Sydney-i Egyetem tanulmányvezetője.
Reid tanulmánya, amely ezen a héten jelenik meg a PNAS-ban, a legközelebbi pillanat az építészeti algoritmusokra, amelyeket a hadsereg hangyái használnak hidak építésekor. Ezeknek a szabályoknak a megismerése segíthet a tudósoknak intelligens robotok tervezésében, például önszerelő anyagok programozásával, olyan dinamikus struktúrák létrehozására, amelyek akár mentőtutajok vagy akár apróak, mint műtéti stentek.
Reid csapata, hogy vadonban megfigyelje az árnyékolódást, a panamai Barro Colorado-sziget dzsungelébe indult. Az Eciton nemzetségből származó hadsereg hangyák, bár rosszindulatú kis gyilkosok, körültekintőek a fenntartható vadászat szempontjából. Nehéz nap után lárvákat fosztogatva más hangyák és darazsak kolóniáiból, felszedik és pár száz méternyire új területre indulnak.
„Másnap visszatérsz oda, ahol korábban megtaláltad ezeket a hangyákat, és eltűntek volna” - mondja Reid. Az egyetlen út a megbízható újbóli megtalálásukhoz az volt, hogy elkapják a folyamatban lévő lépést, ami azt jelentette, hogy éjszaka a dzsungelbe kellett menni.
"Tehát ez mindig egy nagyon szórakoztató élmény volt - tarantulák mindenütt, pletykák a szigetet követő jaguárokról és mindenféle ilyen dolog" - mondja.
Miután megjelölték a hangyák új vadászterületét, a kutatók visszamentek táborba és másnap visszatérnek, hogy szoros vasúti oszlopokat találjanak az átmeneti utak mentén az ideiglenes hadsereg hangya fészek és áldozataik fészkei között.
A hangyák feromonokkal navigálnak, így a csapat jelölt botokkal vehet fel az útjáról útjelző táblákként való felhasználáshoz és a forgalom irányítását a kísérletbe. Az erdő talapján fehért deszkákat fektettek egy nyitott háromszög alakú görbével.
Panamában a kutatók feljegyezték, hogy a hadsereg hangyái élő hidakat készítenek, hogy a leghatékonyabb útvonalat az erdő talaján mentsék. (Christopher R. Reid, Matthew J. Lutz, Simon Garnier és a New Jersey Institute of Technology)Amikor Reid csapata rögzítette az akciót, látta, hogy a hangyák valós időben megoldják a problémákat. Először egy hangya megbotlik az egy testhosszú résen, közvetlenül a goromba alatt, és a helyére marad. Aztán egy másik hangya, sétálva rajta, feromonokat fektet le a rövidített úton.
Hamarosan a gyorsgombot használó hangyák a híd részévé válnak, mivel a többi hangyával való gyakori érintkezés nagyobb valószínűséggel záródik be. Mivel a híd megvastagszik, az utazó hangyák inkább távolabb kerülnek a gátról, mert ez az út kissé rövidebb.
A kedvező helyzetben lévő megnövekedett forgalom növeli a híd azon oldalát, amikor az új munkavállalók csatlakoznak az építészethez. Ugyanakkor a népszerűtlen szélén lévő dolgozókat ritkán érintik meg, és elkezdenek távozni. Az idővel az egész híd elkezdi vándorolni a gólyától.
De minden alkalommal, amikor a hangyákat rögzítették, Reid csapata látta, hogy a híd megáll, és eltolódik egy ponton a rés közepén.
„Miért állnak le akkor?” - mondja. "Ön elképzelheti, hogy a folyamat egészen addig folytatódik, amíg meg nem kapják ezt a szép egyenes utat, amely átveszi a környezetük minden rést."
A kolónia szintjére kicsinyítve a stratégia jó költségvetési értelemben rejlik - gondolja a csapat. A híd időt takaríthat meg, de mindenki, aki belekapott egybe, olyan munkavállaló, aki nem szállít élelmet a fészekbe. Ha túl sok munkavállaló van úton, a híd továbbfejlesztése értékes források pazarlása.
"Csak arra számítottam volna, hogy elkészítsék a lehető legrövidebb utat vezető hídot" - mondja David Hu, a Georgia Tech korábbi kutatása az élő tutajokra, amelyeket a tűz hangyák építenek az áradások során. - Honnan tudják, hogy ez a legjobb híd számukra?
Bár ez még mindig nem egyértelmű, Reid kedvelt magyarázata az, hogy a híd megszakad, ha a forgalom csökkenése észrevehető az élő szerkezet számára. Mivel a hosszabb híd több hangyát szív fel az útról, a hangyák, amelyek felszólítják a hangyát, hogy testét a híd felé adományozza, egyre ritkábbak lesznek.
Noha Hu szerint ez a magyarázat túlságosan durva ahhoz, hogy a rejtélyt megoldottnak lehessen tekinteni, hangsúlyozza, hogy ez a „gyönyörű kísérlet” az első lépés az ilyen problémamegoldó viselkedés megértésében, és végül a remegő robotokban történő alkalmazásában.
"Nincs olyan robot, amely a robotikából épülne fel, és amelynek kombinációja a valóban gyors mozgás és építési anyaggé válás" - mondja. "Olyan gyorsan megyek a gyalogos állapot és a hídépítő állapot között, hogy ez a dolog csak morfiumnak tűnik."
A jövőben Reid csoportja együttműködni tervezi Radhika Nagpal harvardi számítógépes tudósával, aki szerint a hadsereg hangyák képességeire képes gondolkodásmód és az építészet kiszámítása hasznos lenne a kicsi, felhasználandó robotok számára veszélyes mentési műveletek során. "Maguk is össze tudnak állni nagyobb szerkezetekbe - hidak, tornyok, húzóláncok, tutajok" - mondja.
Az ilyen technikai alkalmazásokon túl a hangyák maguk is demonstrálják a vezetés nélküli, de jól programozott raj erejét.
„Biztosan szuper-szervezet” - mondja Nagpal. "Nem tudom, hogyan lehet rosszul lenni, ha teljesen lenyűgözök azzal, hogy egy olyan nagy csoport hogyan képes annyira gyorsan és politikát nélkül végrehajtani, valamint a vezetők és vezérigazgatók hierarchiája nélkül."
