एनिमल वर्ल्ड में आईटी: एंट फूड सर्च और टीसीपी / आईपी

लाखों साल पहले प्राकृतिक तकनीकों और अन्य विकासवादी तंत्रों के द्वारा हमारे द्वारा उपयोग की जाने वाली कई तकनीकों का “आविष्कार” किया गया था। यह, उदाहरण के लिए, अल्ट्रासोनिक नेविगेशन (चमगादड़), सोनार (व्हेल), स्टन गन (इलेक्ट्रिक ईल), आदि। जैसा कि यह पता चला है, लाखों साल पहले, प्रकृति ने एल्गोरिदम भी विकसित किया था जिसके अनुसार टीसीपी / आईपी नेटवर्क प्रोटोकॉल, पहले से ही मनुष्यों द्वारा बनाया गया था, काम करता है। चींटी भोजन खोज विधियां इन एल्गोरिदम के अनुरूप हैं।

लगभग हर चींटी कॉलोनी में, चींटियों की अधिकांश प्रजातियों में जंगल हैं - ऐसे व्यक्ति जो भोजन पहुंचाते हैं। पहली नज़र में, जंगल बेतरतीब ढंग से घोंसले के चारों ओर दौड़ते हैं, कुछ दूर, कुछ करीब, और उनकी गतिविधियों से कोई खास मतलब नहीं है। लेकिन यह केवल पहली नज़र में है। उनके व्यवहार की यादृच्छिकता प्रतीत होने के बावजूद, यह कुछ कानूनों का पालन करता है।

सबसे हड़ताली मामला Pogonomyrmex barbatus प्रजाति की चींटियों के ग्रामीणों का व्यवहार है। वे लगभग शिकार के बिना कॉलोनी में कभी नहीं लौटते - भोजन। भोजन छापे की आवृत्ति और संख्या कॉलोनी में लौटने वाले ग्रामीणों की आवृत्ति और संख्या पर निर्भर करती है।

चींटियों के कई व्यवहार पैटर्न कई लाखों वर्षों से अपरिवर्तित रहे हैं, इसलिए यह कहा जा सकता है कि यह वे कीड़े थे जिन्होंने लाखों साल पहले टीसीपी / आईपी के बुनियादी सिद्धांतों का आविष्कार किया था। शोधकर्ता बालाजी प्रभाकर के अनुसार, बहुत समय पहले चींटियों ने संचार के टूटने (समय-आउट) के परिणामस्वरूप संचरण की धीमी गति और संचरण में रुकावट जैसे कार्यों के बारे में सीखा। पहले मामले के लिए, जब बड़ी संख्या में ग्रामीणों (पैकेट) भेजते हैं, तो संचरण जारी रहता है, लेकिन बड़े अंतराल पर।

यदि भोजन के साथ लौटने वाली चींटियां नहीं हैं (पैकेज डिलीवरी की कोई पुष्टि नहीं है), तो संचरण एक निश्चित समय के लिए बाधित होता है। इस प्रकार की चींटियों के मामले में, देरी लगभग 20 मिनट है। यदि इस अवधि के दौरान एक भी चींटी नहीं लौटी है, तो नए जंगल कहीं नहीं जाते हैं, घोंसला स्टैंडबाय मोड में है। जैसे ही भोजन के साथ कम से कम एक वन दिखाई देता है , खाद्य वितरण प्रदाताओं का प्रेषण फिर से शुरू हो जाता है।

मार्ग अनुकूलन: सकारात्मक और नकारात्मक प्रतिक्रिया

घोंसला छोड़कर, वनवासी एक मनमाना प्रक्षेपवक्र के साथ चलता है। वह फेरोमोन की मदद से एक गंधयुक्त (अन्य चींटियों के लिए) पीछे छोड़ देता है। चींटी अपने रास्ते से लौटती है, और प्रक्षेपवक्र कुछ अलग हो सकता है (उदाहरण के लिए, लोड के साथ वापस जाना, उसे बाधाओं के चारों ओर जाने के लिए मजबूर किया जाता है कि वह सिर्फ पर्वत चोटी की तरह हल्के से विजय प्राप्त करता है)।

यदि फॉरेसर लोड के साथ लौटता है, तो अन्य चींटियां "समझती हैं" कि अभी भी भोजन है जहां स्काउट ने अभी दौरा किया है। प्रारंभ में, अन्य चींटियां मूल "पथ" के साथ चलती हैं, लेकिन अंततः एक नया, सबसे छोटा मार्ग बिछाती हैं। तथ्य यह है कि अधिक चींटियां लंबे समय की तुलना में प्रति यूनिट समय के साथ छोटे पथ के साथ गुजरने का प्रबंधन करती हैं, जिसका अर्थ है कि शॉर्ट पथ के फेरोमोन ट्रेस कुछ समय बाद बढ़ जाएंगे, लेकिन इसके विपरीत, लंबे रास्ते का ट्रैक कमजोर हो जाएगा। अंत में, सबसे छोटा मार्ग बना रहेगा और फेरोमोन के वाष्पीकरण के कारण लंबे मार्ग गायब हो जाएंगे। एक दिलचस्प बारीकियों है - अगर फेरोमोन वाष्पित नहीं हुआ, या यदि वे वास्तविकता से अधिक धीरे-धीरे वाष्पित हो जाते हैं, तो चींटियां एक छोटा रास्ता नहीं बना पाएंगी।


रीपर चींटी (पोगोनोमिरेमेक्स बरबैटस)

और इसलिए, चूंकि सिस्टम सकारात्मक प्रतिक्रिया पर आधारित है (जब अन्य व्यक्ति फेरोमोन पथ को अधिक ध्यान देने योग्य बनाते हैं) और नकारात्मक प्रतिक्रिया (फेरोमोन वाष्पित हो जाते हैं, पथ अन्य व्यक्तियों के लिए कम ध्यान देने योग्य हो जाता है), चींटियों का आत्म-आयोजन होता है और अंततः, वे सबसे छोटे रास्ते के साथ चलना शुरू करें।

चींटियों और रोबोट

इस साल यह चींटी कॉलोनियों के एक और अध्ययन के बारे में जाना गया, जिसके परिणाम रोबोटिक्स में उपयोग किए गए थे। तथ्य यह है कि वैज्ञानिकों ने लंबे समय से चालों की खुदाई करते समय ट्रैफिक जाम से बचने के लिए कीड़ों की क्षमता पर आश्चर्य किया है। वे सभी किसी न किसी तरह खुद को व्यवस्थित करते हैं, चींटियां बाकी व्यक्तियों को भार के साथ पारित करती हैं।



एक नए प्रयोग में, विशेषज्ञों ने प्रजातियों के 30 अग्नि चींटियों के व्यवहार की जांच की Solenopsis invicta। घोंसला बनाने की प्रक्रिया में, उन्होंने लोड (मिट्टी के कण) को बाहर किया। सबसे पहले, सुरंगों में ट्रैफिक जाम दिखाई दिया, लेकिन समय के साथ चींटियों ने मार्ग स्पष्ट होने तक इंतजार करना सीखा, और फिर उन्होंने समस्याओं के बिना अपना भार उठाया।

वैज्ञानिकों ने चींटी के व्यवहार एल्गोरिथ्म का अध्ययन किया है और इस एल्गोरिदम का उपयोग छोटे रोबोटों को प्रशिक्षित करने के लिए किया है। कार्गो को एक चींटी मॉडल में परिवहन करने के लिए तंत्र को प्रशिक्षित किया गया था, और रोबोट आसानी से और समस्याओं के बिना काम करना शुरू कर दिया। रोबोट ने अपने भाइयों को कार्गो के माध्यम से जाने दिया और टकराव और विशेष देरी के बिना इच्छित मार्ग का पालन किया। अध्ययन के लेखकों के अनुसार, प्राप्त एल्गोरिदम लॉजिस्टिक्स, रोबोमोबाइल्स के साथ-साथ ट्रैफिक जाम को कम करने के लिए मॉडल बनाने के लिए उपयोगी हो सकता है। पहले, केवल सांख्यिकीय मॉडल का उपयोग किया गया था, लेकिन अब चींटियों का उपयोग करने वाले तंत्र का उपयोग करना काफी संभव है।

एक कॉलोनी के IoT और चींटी डिवीजन

एक अन्य प्रयोग, जो कई साल पहले किया गया था, ने यह समझने में मदद की कि एक प्रजाति की चींटियाँ अपने मुख्य उपनिवेश से अलग होने और एक नया स्थापित करने का फैसला क्यों करती हैं (मधुमक्खियों का झुंड लगभग एक ही प्रकृति का है)। इसलिए, जैसे ही चींटियों के घोंसले में बहुत बार टकराना शुरू होता है, टकराव की संख्या एक महत्वपूर्ण मूल्य तक पहुंच जाती है, कई श्रमिक रानी की उत्तराधिकारिणी को "चुनते हैं", उसे उठाते हैं और एक नए स्थान पर चले जाते हैं (इन सभी प्रकार के कीट ऐसा नहीं करते हैं)।

वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि सिद्धांत जो चींटियों को मुख्य कॉलोनी से अलग होने के लिए आवश्यक समय निर्धारित करने की अनुमति देता है, एक विशिष्ट क्षेत्र से सेंसर और सेंसर से डेटा के आधार पर मौसम के पूर्वानुमान की विश्वसनीयता निर्धारित करने में मदद करेगा। उदाहरण के लिए, सेंसर जो एक-दूसरे के साथ सूचनाओं का आदान-प्रदान करते हैं, एक निश्चित टोकन प्रसारित कर सकते हैं, और केंद्रीय सर्वर, मौसम अवलोकन जानकारी के अलावा, एक निश्चित स्थान पर कुछ मौसम की स्थिति के पंजीकरण की संख्या के बारे में जानकारी प्राप्त करेंगे। इस तरह के पंजीकरण, रीडिंग के आधार पर मौसम के पूर्वानुमान के लिए अधिक विश्वसनीय हैं।

चींटियों के लिए ऊपर प्रस्तुत व्यवहार का मॉडल दीमक, मधुमक्खियों, ततैया, और अन्य सहित अन्य सामाजिक कीड़ों के लिए भी प्रासंगिक है। सामाजिक कीड़ों के व्यवहार के आगे के अध्ययन से अन्य "प्रौद्योगिकियों" का पता चलेगा जो वे उपयोग करते हैं। उनमें से कुछ मनुष्यों के लिए उपयोगी हो सकते हैं। लेकिन सामान्य तौर पर, प्रकृति में अभी भी बड़ी संख्या में रहस्य हैं जो अभी तक सामने आए हैं।