تم اختراع عدد من التقنيات التي نستخدمها الآن وتم تنفيذها بواسطة الانتقاء الطبيعي والآليات التطورية الأخرى منذ ملايين السنين. هذا ، على سبيل المثال ، الملاحة بالموجات فوق الصوتية (الخفافيش) ، السونار (الحيتان) ، مسدس الصعق (الثعابين الكهربائية) ، إلخ. كما اتضح ، منذ ملايين السنين ، قامت الطبيعة أيضًا بتطوير خوارزميات يعمل بموجبها بروتوكول شبكة TCP / IP ، الذي تم إنشاؤه بالفعل من قبل البشر. تتوافق طرق البحث عن النمل مع هذه الخوارزميات.
في كل مستعمرة للنمل تقريبًا ، يوجد لدى معظم أنواع النمل علفاء - أفراد يقدمون الطعام. للوهلة الأولى ، يركض الباحثون عن الطعام بشكل عشوائي حول العش ، وبعضهم أبعد وبعضهم أقرب ، ولا يوجد أي معنى خاص من أنشطتهم. ولكن هذا فقط للوهلة الأولى. على الرغم من عشوائية سلوكهم ، إلا أنه يطيع قوانين معينة.
الحالة الأكثر لفتا للنظر هي سلوك مربي النمل من فصيلة Pogonomyrmex barbatus. لا يعودون تقريبًا إلى المستعمرة بدون فريسة - طعام. يعتمد تواتر وعدد الهجمات الغذائية على تكرار وعدد الباحثين العائدين إلى المستعمرة.
العديد من الأنماط السلوكية للنمل لم تتغير منذ ملايين السنين ، لذلك يمكن القول أن هذه الحشرات هي التي اخترعت المبادئ الأساسية لـ TCP / IP منذ ملايين السنين. وفقا للباحث
بالاجي برابهاكار ، تعلم النمل منذ وقت طويل عن وظائف مثل بدء بطيء لانتقال العدوى وانقطاع الإرسال نتيجة انقطاع الاتصال (المهلة). بالنسبة للحالة الأولى ، عند إرسال عدد كبير من الباحثين عن الطعام (الحزم) ، يستمر الإرسال ، ولكن على فترات كبيرة.
إذا لم يكن هناك أي نمل يعود مع الطعام (لا يوجد تأكيد لتوصيل الطرد) ، يتم قطع الإرسال لفترة معينة. في حالة هذا النوع من النمل ، يكون التأخير حوالي 20 دقيقة. إذا لم تعد نملة واحدة خلال هذه الفترة ، فلن يذهب الباحثون عن الطعام إلى أي مكان ، فالعش في وضع الاستعداد. بمجرد ظهور
واحد على الأقل من الباحثين عن الطعام ، يتم استئناف إرسال موفري توصيل الطعام.
تحسين المسار: تعليقات إيجابية وسلبية
ترك العش ، يتحرك الباحث عن الطعام على مسار تعسفي. يترك وراءه أثرًا للرائحة (للنمل الآخر) بمساعدة الفيرومونات. تعود النملة على طول مسارها الخاص ، ويمكن أن يكون المسار مختلفًا إلى حد ما (على سبيل المثال ، عند العودة مع الحمل ، يضطر إلى الالتفاف حول العقبات التي غزاها بخفة ، مثل قمة الجبل).
إذا عاد الباحث عن الطعام مع الحمل ، "يفهم" النمل الآخر أنه لا يزال هناك طعام حيث زار الكشافة للتو. في البداية ، يتحرك النمل الآخر على طول "المسارات" الأصلية ، ولكنه في النهاية يرسي مسارًا جديدًا وأقصر. والحقيقة هي أن المزيد من النمل ينجحون في المرور على طول المسار القصير لكل وحدة زمنية أكثر من طول المسار الطويل ، مما يعني أن تتبع الفرمون للمسار القصير سيزداد بعد مرور بعض الوقت ، ولكن مسار المسار الطويل ، على العكس ، سيضعف. في النهاية ، سيظل أقصر طريق ، وستختفي الطرق الطويلة بسبب تبخر الفيرومونات. هناك فارق بسيط مثير للاهتمام - إذا لم تتبخر الفيرومونات ، أو إذا تبخرت ببطء أكثر من الواقع ، فلن يكون النمل قادرين على شق طريق قصير.
ريبر النملة (Pogonomyrmex barbatus)وبالتالي ، نظرًا لأن النظام يعتمد على التغذية المرتدة الإيجابية (عندما يجعل الأفراد الآخرون مسار الفرمون أكثر "ملحوظة" وردود الفعل السلبية (يتبخر الفيرومونات ، يصبح المسار أقل وضوحًا بالنسبة للأفراد الآخرين) ، فإن مسار النمل ينظم نفسه ذاتيًا ، وفي النهاية ، تبدأ في التحرك على أقصر طريق.
النمل والروبوتات
هذا العام أصبح معروفًا عن دراسة أخرى لمستعمرات النمل ، تم استخدام نتائجها في الروبوتات. والحقيقة هي أن العلماء فوجئوا لفترة طويلة بقدرة الحشرات على تجنب الاختناقات المرورية عند حفر الحركات. جميعهم ينظمون أنفسهم بطريقة أو بأخرى ، ويمر النمل بقية الأفراد بحمل.
في تجربة جديدة ،
درس الخبراء سلوك 30 نملة نار من النوع Solenopsis invicta. في عملية إنشاء العش ، حملوا الحمل (جزيئات التربة). في البداية ، ظهرت الاختناقات المرورية في الأنفاق ، ولكن مع مرور الوقت تعلم النمل الانتظار حتى يصبح الممر واضحًا ، ثم حملوا حملهم دون مشاكل.
لقد درس العلماء خوارزمية سلوك النمل واستخدموا هذه الخوارزمية لتدريب الروبوتات الصغيرة. تم تدريب الآليات على نقل البضائع في نموذج النمل ، وبدأت الروبوتات تعمل بسلاسة ودون مشاكل. تعلمت الروبوتات السماح لإخوانهم بالمرور مع البضائع واتباع الطريق المقصود دون اصطدامات وتأخيرات خاصة. وفقًا لمؤلفي الدراسة ، يمكن أن تكون الخوارزميات التي تم الحصول عليها مفيدة للخدمات اللوجستية ، والسيارات الآلية ، وكذلك بناء نماذج للحد من الاختناقات المرورية. في السابق ، تم استخدام النماذج الإحصائية فقط ، ولكن من الممكن الآن استخدام الآليات التي يستخدمها النمل.
إنترنت الأشياء وتقسيم النمل لمستعمرة واحدة
ساعدت تجربة أخرى ، أجريت منذ عدة سنوات ،
على فهم لماذا يقرر النمل من أحد الأنواع الانفصال عن مستعمرتهم الرئيسية وإنشاء نوع جديد (أسراب النحل من نفس الطبيعة تقريبًا). لذلك ، بمجرد أن يبدأ النمل في الاصطدام في كثير من الأحيان في العش ، يصل عدد التصادمات إلى قيمة حرجة ، ويقوم عدد من العمال "باختيار" وريثة الملكة ، ويأخذونها وينتقلون إلى مكان جديد (وليس كل أنواع هذه الحشرات تفعل ذلك).
يعتقد العلماء أن المبدأ الذي يسمح للنمل بتحديد الوقت الذي يكون فيه من الضروري الانفصال عن المستعمرة الرئيسية سيساعد في تحديد موثوقية التنبؤات الجوية بناءً على البيانات من أجهزة الاستشعار وأجهزة الاستشعار من منطقة معينة. على سبيل المثال ، يمكن لأجهزة الاستشعار التي تتبادل المعلومات مع بعضها البعض أن ترسل رمزًا معينًا ، وسيتلقى الخادم المركزي ، بالإضافة إلى معلومات مراقبة الطقس ، معلومات حول عدد التسجيلات لظروف طقس معينة في مكان معين. وكلما زاد عدد التسجيلات ، زادت موثوقية توقعات الطقس بناءً على القراءات.
نموذج السلوك المقدم أعلاه للنمل ذو صلة أيضًا بالحشرات الاجتماعية الأخرى ، بما في ذلك النمل الأبيض والنحل والدبابير وغيرها. سوف تكشف الدراسة الإضافية لسلوك الحشرات الاجتماعية عن "تقنيات" أخرى تستخدمها. قد يكون بعضها مفيدًا للبشر. لكن بشكل عام ، لا تزال الطبيعة تحتوي على عدد كبير من الأسرار التي لم يتم الكشف عنها بعد.