Jotta Amazon pystyisi optimoimaan jakelu-drononsa, ehkä Amazon voisi ottaa inspiraatiota todellisesta Amazonista.
Asiaan liittyvä sisältö
- Nämä epätavalliset amerikkalaiset muurahaiset eivät koskaan vanhene
- Kuka tarvitsee kuljettajan? Nämä laivaston veneet on ohjelmoitu parveamaan kuin mehiläiset
- Scott Solomon on "Antmetsästäjä"
Armeijan muurahaiset Keski- ja Etelä-Amerikassa etsivät aggressiivisesti lyhintä tietä metsäpohjan yli tuodakseen kotiin tarpeeksi ruokaa ja varmistaakseen siirtokuntansa tulevaisuuden. Tämä tehokkuuteen keskittyminen sai hyönteiset kehittämään fiksun tempun: He yhdistävät ruumiinsa täyttääkseen reiät ja rakentamaan eläviä siltoja.
Kun lisää muurahaisia liittyä sisään, sillat siirtävät sijainteja suurempien aukkojen väliin, lyhentämällä polkua muurahaisten on kuljettava kuljettaessaan ruokaa takaisin pesään. Mutta koska jokainen sillan tiili on myös kadonneen rehuntuottaja, muurahaiset saavuttavat pisteen, jossa hiukan parempi oikotie ei vain ole kustannusten arvoinen, hyönteisten rakennustöiden uuden analyysin mukaan.
"Kaiken kaikkiaan tämä kustannus-hyötyvaihe saavutetaan, mutta ilman, että muut muurahaiset todella tietävät", sanoo tutkimusjohtaja Chris Reid Sydneyn yliopistosta.
Reidin tutkimus, joka ilmestyy tällä viikolla PNAS: ssä, on lähin katsaus arkkitehtonisiin algoritmeihin, joita armeijan muurahaiset käyttävät siltojen rakentamisessa. Näiden sääntöjen ymmärtäminen voi auttaa tutkijoita suunnittelemaan älykkäämpiä robottiparvia, esimerkiksi ohjelmoimalla itse kokoonpantavia materiaaleja, jotta saadaan aikaan dynaamisia rakenteita, jotka ovat yhtä suuria kuin pelastuslautat tai niin pienet kuin kirurgiset stentit.
Nähdäkseen koehenkilöitään leviämisen torjumiseksi luonnossa, Reidin joukkue suuntasi Panaman Barro Coloradon saaren viidakoon. Vaikka Eciton-suvun armeijan muurahaiset, vaikkakin kauhistuttavat pienet murhaajat, ovat varovaisia kestävän metsästyksen suhteen. Vaikean päivän jälkeen ryöstäneet toukkia muiden muurahaisten ja ampiaisten pesäkkeistä, he poimivat ja marssivat uudelle alueelle muutaman sadan metrin päässä.
"Palaat seuraavana päivänä sinne, missä olet aiemmin löytänyt nämä muurahaiset, ja he olivat poissa", Reid sanoo. Ainoa tapa löytää ne luotettavasti uudelleen oli kiinni meneillään olevasta liikkeestä, joka tarkoitti menoa viidakkoon yöllä.
"Joten se oli aina melko hauskaa kokemusta - tarantuloja kaikkialla, huhuja saaresta jaguaareista ja kaikenlaisia sellaisia", hän sanoo.
Merkittyään muurahaisten uudet metsästysalueet tutkijat suuntasivat takaisin leiriin ja palasivat seuraavana päivänä löytääkseen tiukkoja rynnäkköja, jotka virtaavat ekspromptiteillä pitkin väliaikaisen armeijan muurahaispesän ja uhrinsa pesien välistä.
Muurahaiset navigoivat feromoneilla, joten joukkue voisi ottaa merkittyjä tikkuja polulta liikennemerkeiksi ja ohjata liikenteen uudelleen kokeiluun. Metsäkerroksessa he laskivat valkoisia tauluja, joilla oli avoin kolmio muotoinen polku.
Panamassa tutkijat kirjasivat armeijan muurahaisia, jotka käsittelivät eläviä siltoja tehokkaimmalle reitille metsäpohjaa pitkin. (Christopher R. Reid, Matthew J. Lutz, Simon Garnier ja New Jersey Institute of Technology)Kun Reidin joukkue kirjasi toiminnan, he näkivät muurahaisten ongelmanratkaisun reaaliajassa. Ensin yksi muurahainen kompastuu tiensä yhden vartalon pituisen raon yläpuolelle kaarun alle ja tarttuu paikalleen. Sitten toinen muurahainen, joka kävelee hänen yli, makaa feromonit lyhennetylle polulle.
Pian muurahaiset, jotka käyttävät pikanäppäintä paikoillaan jäädäkseen osaksi siltaa, koska toistuva kosketus muiden muurahaisten kanssa lukkiutuu todennäköisemmin. Sillan paksuntuessa matkustavat muurahaiset mieluummin kävelevät kauempana piikistä, koska polku on hieman lyhyempi.
Lisääntynyt liikenne suotuisalla reunalla saa sillan puolelta kasvamaan uusien työntekijöiden liittyessä arkkitehtuuriin. Samaan aikaan epäsuositun reunan työntekijöitä kosketaan harvoin ja he alkavat lähteä. Ajan myötä koko silta alkaa muuttua kaarosta.
Mutta joka kerta kun he kirjasivat muurahaisia, Reidin joukkue näki sillan pysähtyvän siirtymään jossain vaiheessa aukon keskellä.
”Miksi he sitten lopettavat?” Hän sanoo. "Voisit kuvitella prosessin jatkuvan kokonaan alaspäin, kunnes heillä on tämä mukava suora polku, joka ylittää kaikki ympäristönsä aukot."
Lähestymällä siirtokuntitasoa, strategialla on hyvä taloudellinen järki, tiimi ajattelee. Silta voi säästää aikaa, mutta jokainen yhden tarttunut työntekijä on myös työntekijä, joka ei kuljeta ruokaa takaisin pesään. Kun liian monet työntekijät ovat poissa tieltä, sillan parantaminen on arvokkaiden resurssien tuhlausta.
"Olisin juuri odottanut heidän tekevän sillan, joka tekee mahdollisimman lyhyen polun", sanoo Georgia Techin David Hu, joka on aiemmin tutkinut eläviä lautat, joita palonmuurahaiset rakentavat tulvien aikana. "Mistä he tietävät, että tämä on paras silta heille?"
Vaikka se on edelleen epäselvää, Reidin suosittu selitys on, että silta lopettaa siirtymisen, kun liikenteen vähenemisestä tulee havaittavissa elävälle rakenteelle. Kun pidempi silta imee enemmän muurahaisia tieltä, kosketukset, jotka pakottavat muurahaisen luovuttamaan ruumiinsa sillalle, ovat vähemmän yleisiä.
Hu: n mielestä tämä selitys on liian karkea arvioidakseen mysteeri ratkaistua, mutta hän korostaa, että tämä "kaunis kokeilu" on ensimmäinen askel ymmärtää tällaista ongelmanratkaisukäyttäytymistä ja soveltaa sitä lopulta robotteihin.
"Meillä ei ole mitään robottirakennuksesta rakennettua yhdistelmää, joka liikkuu todella nopeasti ja tulee myös rakennusmateriaaliksi", hän sanoo. "He kulkevat kävelytilan ja sillan rakennustilan välillä niin nopeasti, että tämä juttu näyttää vain morphilta."
Jatkossa Reidin ryhmä aikoo työskennellä Harvardin tietotekniikan Radhika Nagpalin kanssa. Hänen mielestään sellainen ajattelu, laskennallinen arkkitehtuuri, johon armeijan muurahaiset kykenevät, olisi hyödyllinen pienille, kuluttaville roboteille vaarallisissa pelastustoimissa. "Ne voisivat koota itse suurempiin rakenteisiin - siltoihin, torneihin, vetoketjuihin, lautoihin", hän sanoo.
Tällaisten teknisten sovellusten lisäksi muurahaiset itse osoittavat johtamattoman, mutta hyvin ohjelmoidun parven voiman.
"Ne ovat varmasti super-organismi", Nagpal sanoo. "En ymmärrä, kuinka voi mennä pieleen, kun olen täysin kiehtonut siitä, kuinka suuri ryhmä voi tehdä niin paljon niin nopeasti ja ilman politiikkaa ja ilman johtajien ja toimitusjohtajien hierarkioita."
