Модель на основе гравитации уступила муравьям в решении головоломок
Исследование, проведенное израильскими учеными, показало, что простая физическая модель не может так же эффективно решать геометрические задачи, как группы муравьев. Для достижения результатов, сопоставимых с муравьями, в модель были добавлены правила, основанные на механике муравьев. Однако даже с этими улучшениями, модель смогла решить наиболее сложные задачи только при ручной настройке. Это свидетельствует о том, что муравьи используют не только физику, но и самоорганизацию, которую авторы исследования назвали коллективной когницией. Работа опубликована в Journal of The Royal Society Interface. Об этом пишет сайт N + 1.
Группы муравьев успешно решают задачи, которые один муравей не в состоянии выполнить, такие как перенос грузов сложной формы через узкие проходы. Более крупные группы муравьев показывают лучшие результаты, требуя меньше попыток и времени. Однако это не означает, что они осознают геометрию или планируют маршрут; их успех основан на коллективной механике. Ускорение и скорость группы, несущей груз, меньше, а инерция больше, что позволяет грузу скользить вдоль стен при столкновении.
Команда ученых из Научно-исследовательского института Вейцмана, возглавляемая Офером Фейнерманом, изучает коллективное поведение муравьев более десяти лет. В этом исследовании они проверили, связан ли успех муравьев с физическими факторами или включает в себя элементы коллективной когниции. Для этого была создана модель на основе гравитации и шума, которая сравнилась с производительностью муравьев в решении пяти геометрических головоломок различной сложности.
Хотя муравьи успешно справлялись со всеми задачами, их успех зависел от размера группы. Простая модель смогла решить только самую легкую задачу, в то время как в более сложных случаях она терпела неудачи. Ученые усложнили модель, добавив в нее характеристики, присущие муравьям, такие как случайная смена точки приложения силы и неупругие столкновения. Это позволило модели решить некоторые задачи, но для самых сложных задач требовалась ручная настройка.
Авторы исследования пришли к выводу, что механических эффектов недостаточно для объяснения поведения муравьев в сложных задачах. У муравьев есть адаптивные механизмы, которых нет в модели. Ученые предположили, что это может быть связано с феромонным следом, который привлекает новых муравьев к застрявшему грузу. В заключение исследователи отметили, что коллективная когниция подразумевает самоорганизацию муравьев, позволяющую им адаптировать физические параметры в реальном времени.
