Муравьи веками вдохновляли ученых своим поразительным коллективным интеллектом. Теперь исследователи из Института науки Вейцмана раскрыли секрет их эффективности: чем больше команда насекомых, тем более сложные геометрические задачи она способна решить. Результаты работы опубликованы в журнале Journal of the Royal Society Interface.
Вдохновением для исследования послужило наблюдение за тем, как длиннорогие сумасшедшие муравьи Paratrechina longicornis протаскивают крупные куски пищи неправильной формы через узкие входы в гнездо. Чтобы изучить этот процесс, Офер Файнерман и его коллеги создали крошечные 3D-печатные грузы и поместили их рядом с кошачьим кормом, чтобы привлечь насекомых. Муравьям предстояло перенести эти объекты через специально разработанные лазерные лабиринты к своему дому.
«Нам нужно было всего лишь разместить груз и вырезанный лазером лабиринт рядом с муравейником — муравьи сами бы все сделали, пока мы снимали сверху», — объяснил Файнерман. Для чистоты эксперимента ученые масштабировали размеры лабиринтов так, чтобы вес груза на одного муравья оставался постоянным. Это позволило проверить именно координацию групп разного размера, а не просто физическую силу.
Исследователи выявили четкую зависимость эффективности от размера группы. При решении простых задач и маленькие, и большие отряды муравьев справлялись одинаково успешно. Разница стала очевидна, как только лабиринты усложнились: в запутанных условиях крупные группы действовали гораздо эффективнее малых, демонстрируя явное преимущество коллективного разума при росте сложности.
Чтобы разгадать секрет муравьиной эффективности, ученые обратились к компьютерному моделированию. Сначала они использовали простые физические законы: если просто наклонить лабиринт, груз под действием гравитации рано или поздно выпадет наружу. Для простых задач это работало. Для сложных головоломок виртуальным агентам пришлось «включить» муравьиные стратегии — например, умение переключать точки приложения силы или интуитивно чувствовать направление следующего поворота.
«Интересно, что когда мы дополнили физические модели стратегиями, вдохновленными муравьями, наши агенты стали решать головоломки намного эффективнее», — отметил Файнерман. По словам эксперта, новые данные могут лечь в основу разработки систем искусственного интеллекта и роевых роботов. В дальнейшем команда планирует выяснить, обусловлено ли впечатляющее свойство муравьиной логистики работой мозга отдельных особей или же это эмерджентное свойство самого коллектива.
Ранее на побережье Камчатки нашли морского комара, который был известен только по образцам из Канады 1928 года. Подробности — в другом материале Hi-Tech Mail.