За да оптимизира доставките си на дронове, може би Amazon може да вземе вдъхновение от действителния Amazon.
Свързано съдържание
- Тези необичайни американски мравки никога не остаряват
- Кой се нуждае от шофьор? Тези лодки на ВМС са програмирани да роят като пчели
- Скот Соломон е "Ловецът на мравки"
Армейските мравки в Централна и Южна Америка агресивно търсят най-краткия път над горския под, за да донесат достатъчно количество храна и да осигурят бъдещето на своята колония. Този фокус върху ефективността накара насекомите да развият умен трик: Те свързват телата си заедно, за да запълнят дупки и да изграждат живи мостове.
Тъй като повече мравки се присъединяват, мостовете преместват местата, за да обхванат все по-големи и по-големи пропуски, съкращавайки пътя, който мравките трябва да поемат, когато носят храна до гнездото. Но тъй като всяка тухла в моста също е загубен фураж, мравките стигат до точка, в която малко по-добър пряк път просто не си струва разходите, според нов анализ на това строително строителство.
„Като цяло това постигане на компромис между полза и полза, но без мравки наистина да знаят“, казва ръководителят на проучването Крис Рийд от университета в Сидни.
Проучването на Рийд, което се появи тази седмица в PNAS, е най-близкият поглед към архитектурните алгоритми, които армейските мравки използват, когато изграждат мостове. Разбирането на тези правила може да помогне на учените да проектират по-интелигентни роботизирани рояци, например, чрез програмиране на самосглобяващи се материали за създаване на динамични структури, големи като спасителни салове или малки като хирургически стентове.
За да видят субектите си, които да скарат в природата, екипът на Рийд се отправи в джунглата на остров Баро Колорадо в Панама. Армейските мравки от род Eciton, макар и ненаситни малки убийци, са благоразумни, когато става дума за устойчив лов. След тежък ден ограбване на ларви от колониите на други мравки и оси, те се качват и тръгват към нова територия на няколкостотин фута.
„Върнете се на следващия ден там, където преди сте намерили тези мравки, и те няма да ги няма“, казва Рийд. Единственият начин да ги открием отново беше да уловите хода в ход, което означаваше да влезете в джунглата през нощта.
„Така че това винаги е било доста забавно изживяване - тарантули навсякъде, слухове за ягуари, дебнещи острова, и всякакви подобни неща“, казва той.
След като маркират новите ловни места за мравки, изследователите ще се отправят обратно към лагера и ще се върнат на следващия ден, за да намерят стегнати колони от набези, които текат по импровизирани пътни платна между временното армейско гнездо на мравки и гнездата на техните жертви.
Мравките навигират, използвайки феромони, така че екипът може да вземе маркирани пръчки от пътеката, които да използва като пътни знаци и да насочи трафика в експеримента си. На горския под те положиха бели дъски с мошеник в пътеката, оформена като отворен триъгълник.
В Панама изследователи регистрираха армейски мравки, изработващи живи мостове, за да предприемат най-ефективния маршрут по горското дъно. (Кристофър Р. Рийд, Матю Дж. Луц, Саймън Гарние и Технологичния институт в Ню Джърси)Когато екипът на Рийд записа действието, те видяха решаване на проблеми с мравките в реално време. Първо една мравка се препъва по пролуката по едно тяло под кривата и се задържа на място. Тогава друга мравка, минавайки над нея, слага феромони по съкратения път.
Скоро мравките, използващи пряк път, замръзват на място, за да станат част от моста, тъй като честият контакт с други мравки ги прави по-склонни да се заключат. Тъй като мостът се сгъстява, пътуващите мравки предпочитат да вървят по-далеч от мошеника, защото тази пътека е леко по-къс.
Увеличеният трафик по облагодетелствания ръб кара тази страна на моста да се разраства, тъй като новите работници се присъединяват към архитектурата. В същото време работниците на непопулярния ръб рядко се докосват и започват да напускат. С времето целият мост започва да мигрира далеч от мошеника.
Но всеки път, когато записвали мравките, екипът на Рийд виждал мостът да спира да се измества в някакъв момент в средата на пропастта.
„Защо спират тогава?“, Казва той. „Бихте си представили, че процесът ще продължи докрай, докато не получат тази хубава права пътека, която да преодолее всички пропуски в средата им.“
Приближавайки до ниво колония, стратегията има добър фискален смисъл, смята екипът. Един мост може да спести време, но всеки работник, хванат в такъв, е и работник, който не носи храна обратно в гнездото. След като твърде много работници са извън пътя, по-нататъшното подобряване на мост е загуба на ценни ресурси.
„Просто бих очаквал те да направят моста, който прави възможно най-краткия път“, казва Дейвид Ху от Georgia Tech, който преди това е изследвал живите салове, които пожарите изграждат по време на наводнения. „Откъде знаят, че това е най-добрият мост за тях?“
Въпреки че все още не е ясно, предпочитаното обяснение на Рийд е, че мостът спира да се измества, когато намаляването на трафика стане забележимо за живата структура. Тъй като по-дългият мост изсмуква повече мравки от пътя, докосванията, които подтикват мравка да дари тялото си на моста, стават по-рядко срещани.
Макар Ху да смята, че това обяснение е твърде грубо, за да смята мистерията за разрешена, той подчертава, че този „красив експеримент“ е първа стъпка в разбирането на този вид поведение за решаване на проблеми и в крайна сметка да го приложи върху роялните роботи.
„Нямаме нищо изградено от роботиката, която да има тази комбинация от това да се движим наистина бързо и също да се превърнем в строителен материал“, казва той. „Те преминават между състоянието на ходене и състоянието на изграждането на мостове толкова бързо, че това нещо изглежда просто преобразува.“
В бъдеще групата на Рийд планира да работи с компютърния учен от Харвард Радхика Нагпал, който смята, че мисленето, изчисляването на архитектурата, на което са способни армейските мравки, биха били полезни за малки, разходващи се роботи при опасни спасителни операции. „Те биха могли да се сглобяват в по-големи конструкции - мостове, кули, теглещи вериги, салове“, казва тя.
Отвъд подобни технически приложения, мравките сами демонстрират силата на безглавен, но добре програмиран рой.
„Те са суперорганизъм със сигурност“, казва Нагпал. „Не виждам как човек може да се обърка, като е напълно очарован от това как една голяма група може да направи толкова много бързо и без политика и без йерархии на мениджъри и изпълнителни директори.“
