«У муравьев есть гнездо, поэтому им нужно что-то вроде стратегии, чтобы приносить домой найденную пищу», — говорит ведущий автор Лисян Ли, который является сотрудником Центра информационной безопасности, Государственной ключевой лаборатории сетевых технологий и коммутационных технологий при Пекинском университете. почт и коммуникаций, а также Потсдамскому институту исследований воздействия на климат. «Мы утверждаем, что это фактор, который до сих пор в значительной степени недооценивается, но фактически определяет их поведение».Оставляя след аромата
Китайско-германская исследовательская группа фактически поместила почти все, что известно о добыче муравьев, в уравнения и алгоритмы и загрузила это в свои компьютеры. Они предполагают, что есть три стадии сложных движений муравьиной колонии по поиску корма: Первоначально муравьи-разведчики действительно кружатся вокруг, казалось бы, хаотично. В изнеможении они возвращаются в гнездо, чтобы поесть и отдохнуть. Однако, когда один из них находит пищу в непосредственной близости от колонии, он переносит ее крошечный кусочек в гнездо, оставляя след из испускающего запах вещества, называемого феромонами.
Другие муравьи пойдут по этому следу, чтобы найти еду и принести ее домой. Их оркестровка все еще слаба, потому что в следе так мало феромона. Из-за своей большой численности муравьи ходят разными путями к источнику пищи и обратно в гнездо, снова оставляя следы запаха. В конечном итоге это приводит к оптимизации пути: поскольку феромоны испаряются, запах тем сильнее, чем короче след, поэтому больше муравьев следует по кратчайшему следу, снова оставляя следы запаха.
Это создает самоусиливающийся эффект эффективности — муравьи тратят намного меньше времени и энергии, чем при непрерывном хаотичном поиске пищи.Важно отметить, что исследователи обнаружили, что опыт отдельных муравьев способствует их успеху в поиске пищи, что также не учитывалось в предыдущих исследованиях. Муравьи постарше лучше знают окрестности гнезда. Согласно исследованию, добыча молодых муравьев — это процесс обучения, а не эффективный вклад в добычу пищи для разведчиков.
«Высокоэффективная сложная сеть»«Хотя одиночный муравей определенно не умен, коллектив действует таким образом, который я склонен назвать разумным», — говорит соавтор Юрген Куртс, возглавляющий исследовательскую область PIK «Трансдисциплинарные концепции и методы». «Принцип самоорганизации известен, например, из стаи рыб, но именно самонаведение делает муравьев такими интересными». Хотя изучение пищевого поведения муравьев, безусловно, имеет практическое экологическое значение, авторы исследования в основном заинтересованы в понимании фундаментальных закономерностей нелинейных явлений. «Муравьи вместе образуют высокоэффективную сложную сеть», — объясняет Куртс. «И это то, что мы находим во многих природных и социальных системах».
Таким образом, математическая модель, разработанная при изучении муравьев, применима не только к самым разным видам животных, у которых есть только одна особенность, в которую они могут вернуться, например, к альбатросам. Это также дает новый взгляд на поведенческие модели людей в таких разнообразных областях, как развитие веб-сервисов и интеллектуальных транспортных систем.