Sejumlah teknologi yang kami gunakan sekarang "diciptakan" dan diimplementasikan oleh seleksi alam dan mekanisme evolusi lainnya jutaan tahun yang lalu. Ini, misalnya, navigasi ultrasonik (kelelawar), sonar (paus), pistol setrum (belut listrik), dll. Ternyata, jutaan tahun yang lalu, alam juga mengembangkan algoritma yang sesuai dengan protokol jaringan TCP / IP, yang sudah dibuat oleh manusia, berfungsi. Metode pencarian makanan semut konsisten dengan algoritma ini.
Di hampir setiap koloni semut, sebagian besar spesies semut memiliki pengumpul - individu yang mengirimkan makanan. Pada pandangan pertama, pengumpul secara acak berlarian di sekitar sarang, beberapa lebih jauh, beberapa lebih dekat, dan tidak ada pengertian khusus dari kegiatan mereka. Tapi ini hanya sekilas. Terlepas dari keacakan perilaku mereka, itu mematuhi hukum-hukum tertentu.
Kasus yang paling mencolok adalah perilaku pengumpul semut dari spesies Pogonomyrmex barbatus. Mereka hampir tidak pernah kembali ke koloni tanpa mangsa - makanan. Frekuensi dan jumlah serangan makanan tergantung pada frekuensi dan jumlah pengumpul yang kembali ke koloni.
Banyak pola perilaku semut tidak berubah selama jutaan tahun, sehingga dapat dikatakan bahwa serangga-serangga inilah yang menemukan prinsip-prinsip dasar TCP / IP jutaan tahun yang lalu. Menurut peneliti
Balaji Prabhakar , sejak lama semut belajar tentang fungsi-fungsi seperti lambatnya transmisi dan gangguan transmisi sebagai akibat gangguan komunikasi (time-out). Adapun kasus pertama, ketika mengirim sejumlah besar pengumpul (paket), transmisi berlanjut, tetapi pada interval besar.
Jika tidak ada semut yang kembali dengan makanan (tidak ada konfirmasi pengiriman paket), transmisi terputus untuk waktu tertentu. Dalam kasus semut jenis ini, penundaannya sekitar 20 menit. Jika tidak ada satu pun semut yang kembali selama periode ini, para penjelajah baru tidak pergi ke mana pun, sarangnya dalam mode siaga. Segera setelah
setidaknya satu penjelajah mencari makanan muncul , pengiriman penyedia pengiriman makanan dilanjutkan.
Optimalisasi Rute: Umpan Balik Positif dan Negatif
Meninggalkan sarang, penjelajah bergerak di sepanjang lintasan yang sewenang-wenang. Dia meninggalkan jejak bau (untuk semut lain) dengan bantuan feromon. Semut kembali sepanjang jalurnya sendiri, dan lintasannya bisa agak berbeda (misalnya, kembali dengan beban, ia terpaksa melewati rintangan yang ia taklukkan dengan mudah, seperti puncak gunung).
Jika penjelajah kembali dengan membawa beban, semut lain “mengerti” bahwa masih ada makanan yang baru saja dikunjungi pramuka. Awalnya, semut lain bergerak di sepanjang "jalan" asli, tetapi pada akhirnya meletakkan rute baru yang terpendek. Faktanya adalah bahwa lebih banyak semut yang berhasil melewati lintasan pendek per satuan waktu daripada lamanya, yang berarti bahwa jejak feromon dari lintasan pendek akan meningkat setelah beberapa waktu, tetapi jejak lintasan panjang, sebaliknya, akan melemah. Pada akhirnya, rute terpendek akan tetap, dan rute panjang akan hilang karena penguapan feromones. Ada satu nuansa menarik - jika feromon tidak menguap, atau jika mereka menguap lebih lambat dari pada kenyataannya, maka semut tidak akan bisa membuat jalur pendek.
Reaper Ant (Pogonomyrmex barbatus)Jadi, karena sistem ini didasarkan pada umpan balik positif (ketika individu lain membuat jalur feromon lebih “terlihat) dan umpan balik negatif (feromon menguap, jalur menjadi kurang terlihat bagi individu lain), lintasan semut mengorganisir diri dan, pada akhirnya, mereka mulai bergerak di sepanjang jalan terpendek.
Semut dan robot
Tahun ini diketahui tentang studi lain tentang koloni semut, yang hasilnya digunakan dalam robotika. Faktanya adalah bahwa para ilmuwan telah lama terkejut dengan kemampuan serangga untuk menghindari kemacetan saat menggali. Semua dari mereka entah bagaimana mengatur diri mereka sendiri, semut melewati sisa individu dengan beban.
Dalam sebuah eksperimen baru,
para ahli meneliti perilaku 30 semut api dari spesies Solenopsis invicta. Dalam proses pembuatan sarang, mereka membawa muatan (partikel tanah) keluar. Pada awalnya, kemacetan lalu lintas muncul di terowongan, tetapi seiring waktu semut belajar menunggu sampai lorong itu jelas, dan kemudian mereka membawa muatan mereka tanpa masalah.
Para ilmuwan telah mempelajari algoritma perilaku semut dan menggunakan algoritma ini untuk melatih robot kecil. Mekanisme dilatih untuk mengangkut kargo dalam model semut, dan robot mulai bekerja dengan lancar dan tanpa masalah. Robot-robot itu belajar membiarkan saudara-saudara mereka melalui kargo dan mengikuti rute yang dimaksud tanpa tabrakan dan penundaan khusus. Menurut penulis penelitian, algoritma yang diperoleh dapat berguna untuk logistik, robomobiles, serta membangun model untuk mengurangi kemacetan lalu lintas. Sebelumnya, hanya model statistik yang digunakan, tetapi sekarang sangat mungkin untuk menggunakan mekanisme yang digunakan semut.
IOT dan divisi semut dari satu koloni
Eksperimen lain, yang dilakukan beberapa tahun yang lalu,
membantu memahami mengapa semut dari satu spesies memutuskan untuk berpisah dari koloni utama mereka dan membangun yang baru (kawanan lebah memiliki sifat yang kira-kira sama). Jadi, begitu semut mulai bertabrakan terlalu sering di dalam sarang, jumlah tabrakan mencapai nilai kritis, sejumlah pekerja "memilih" ahli waris ratu, mengangkatnya dan pindah ke tempat baru (tidak semua jenis serangga melakukan ini).
Para ilmuwan percaya bahwa prinsip yang memungkinkan semut untuk menentukan waktu ketika perlu memisahkan diri dari koloni utama akan membantu menentukan keandalan prakiraan cuaca berdasarkan data dari sensor dan sensor dari wilayah tertentu. Misalnya, sensor yang saling bertukar informasi dapat mengirimkan token tertentu, dan server pusat, selain informasi pengamatan cuaca, akan menerima informasi tentang jumlah registrasi kondisi cuaca tertentu di tempat tertentu. Semakin banyak pendaftaran, semakin dapat diandalkan ramalan cuaca berdasarkan bacaan.
Model perilaku yang disajikan di atas untuk semut juga relevan untuk serangga sosial lainnya, termasuk rayap, lebah, tawon, dan lainnya. Studi lebih lanjut tentang perilaku serangga sosial akan mengungkapkan "teknologi" lain yang mereka gunakan. Beberapa di antaranya mungkin bermanfaat bagi manusia. Namun secara umum, alam masih memiliki sejumlah besar rahasia yang belum terungkap.