Алгоритм объясняет, как муравьи создают и ремонтируют сети троп
Исследователи из Стэнфордского университета и Института биологических исследований Солка разработали простой алгоритм, объясняющий, как древесные муравьи Cephalotes goniodontus (также известные как «муравьи-черепахи») создают, ремонтируют и «подрезают» свою сеть троп в сложном переплетении растительности.
Как работает алгоритм муравья
Муравьи никогда не покидают лесной полог, перемещаясь по сети троп, соединяющей гнёзда и источники пищи. Эта сеть постоянно меняется из-за появления или исчезновения пищи, гнёзд и обломанных веток.
- Выбор пути: На развилке муравьи следуют за феромоном, оставленным другими муравьями. Феромон испаряется, поэтому самый привлекательный путь — тот, по которому недавно прошло больше всего особей.
- Цель сети: Эволюция благоприятствовала созданию сети не с кратчайшим путём, а с наименьшим количеством развилок, где муравей может принять неверное решение и потеряться. Главное — держать колонию вместе на одной сети.
- Ремонт разрыва: Если тропа обрывается, муравьи
используют стратегию «жадного поиска»:
- Они возвращаются к ближайшей развилке от разрыва.
- Выбирают новый путь от этой точки к следующей ближайшей развилке. Они никогда не ищут «более аккуратное» решение, отступая на несколько узлов назад, а всегда следуют этому локальному правилу.
Этот природный алгоритм, описанный в American Naturalist, может объяснять другие биологические процессы (например, формирование нейронных сетей) и предлагать инженерные решения для создания и ремонта устойчивых сетей.