Πώς τα μυρμήγκια βρίσκουν το δρόμο τους;

«Κοινωνικά» ρομπότ δείχνουν πώς τα μυρμήγκια βρίσκουν το δρόμο τους. Τελικά τα μυρμήγκια δεν χρειάζονται μεγάλη εξυπνάδα για να βρίσκουν τη συντομότερη διαδρομή μέχρι τη μυρμηγκοφωλιά:

Μικρά ρομπότ που προγραμματίστηκαν με τρεις απλές εντολές μπορούν να μιμούνται με ακρίβεια την κυκλοφορία στις λεωφόρους των κοινωνικών εντόμων. Καθένα από τα τροχοφόρα ρομποτάκια «είναι αρκετά χαζό» σχολιάζει ο Σάιμον Γκάρνιερ, επικεφαλής της μελέτης στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας του Νιου Τζέρσεϊ στις ΗΠΑ. «Αν βρισκόταν μόνο του, καθένα από τα ρομπότ θα κινούνταν σε τυχαίες διαδρομές και θα χάνονταν [...] Όταν όμως βρίσκονται πολλά μαζί μπορούν να συνεργάζονται και να επικοινωνούν», συνεχίζει.

Τα κυβικά ρομπότ, τα οποία χρησιμοποιούν εξαρτήματα από ρολόγια χειρός ως κινητήρες, προγραμματίστηκαν να εκτελούν τρεις απλές λειτουργίες: να κινούνται προς μια τυχαία, να αποφεύγουν τυχόν εμπόδια, και να ακολουθούν τα ίχνη που άφηναν πίσω τους τα άλλα ρομπότ.

Τα «ίχνη» αυτά ήταν φωτεινές κουκκίδες που εμφάνιζε στο πάτωμα ένας προβολέας, συνδεδεμένος σε έναν υπολογιστή που παρακολουθούσε τις διαδρομές των άλλων ρομπότ.

«Καθένα από τα ρομπότ έχει δύο "κεραίες" στην κορυφή του, οι οποίες είναι στην πραγματικότητα αισθητήρες φωτός. Αν πέφτει περισσότερο φως στον αριστερό αισθητήρα, το ρομπότ στρίβει αριστερά, ενώ αν πέφτει περισσότερο φως στον δεξιό αισθητήρα, το ρομπότ στρίβει δεξιά».

Το ίδιο συμβαίνει με τα πραγματικά μυρμήγκια, τα οποία όμως αντί για φωτεινά ίχνη ακολουθούν τις φερομόνες, χημικά σινιάλα που αφήνουν πίσω τους άλλα μυρμήγκια καθώς περπατούν.

Το πείραμα, αναφέρουν οι ερευνητές στην επιθεώρηση PLoS Computational Biology, δείχνει ότι τα μυρμήγκια ακολουθούν τη βέλτιστη διαδρομή μέσω ενός «βρόχου θετικής ανάδρασης».

Αν για παράδειγμα τα μυρμήγκια θέλουν να φτάσουν από το σημείο A στο σημείο B, αρχικά θα ακολουθήσουν οποιαδήποτε τυχαία διαδρομή. Αν όμως μια από αυτές τις διαδρομές είναι συντομότερη, τα ίχνη που αφήνουν τα μυρμήγκια κατά μήκος τους θα είναι πιο έντονα από ό,τι στις υπόλοιπες διαδρομές.

«Επειδή τα μυρμήγκια που ακολουθούν τη συντομότερη διαδρομή ταξιδεύουν ταχύτερα, η ποσότητα φερομονών -ή φωτός- που αποτίθεται σε αυτό το μονοπάτι αυξάνεται ταχύτερα από ό,τι σε άλλες διαδρομές», εξηγεί ο Δρ Γκάρνιερ.

Και αυτό σημαίνει ότι όλο και περισσότερα μυρμήγκια θα χρησιμοποιήσουν στη συνέχεια τη συντομότερη διαδρομή.

Όπως επισημαίνουν οι ερευνητές, η μελέτη της συμπεριφοράς των μυρμηγκιών μπορεί να είναι χρήσιμη για κάθε εφαρμογή στην oποία είναι απαραίτητος ο υπολογισμός της βέλτιστης διαδρομής.

Στις τηλεπικοινωνίες, για παράδειγμα, χρησιμοποιείται ήδη ένας αλγόριθμος, με την ονομασία «βελτιστοποίηση αποικίας μυρμηγκιών», ο οποίος βρίσκει τη βέλτιστη διαδρομή για τη μετάδοση δεδομένων στο Διαδίκτυο.

πηγή-edwhellas.com

Διαβάστε περισσότερα... »

Γιατί τα πουλιά πετούν σε σχηματισμό V;

Επιμέλεια: Δρ Δημήτρης Περδετζόγλου

εικόνα

Οι λόγοι είναι πολλοί. Ο σημαντικότερος όμως αφορά στην εξοικονόμηση ενέργειας.

Ο τρόπος με τον οποίο ο αέρας περνά από τα φτερά των πουλιών, δημιουργεί μια μικρή αεροδυναμική ανυψωτική δύναμη πίσω από το καθένα, διευκολύνοντας τις πτητικές επιδόσεις. 

Γι’ αυτό κάθε πουλί πετά ελαφρώς ψηλότερα από αυτό που προηγείται. Όσο δε πιο πίσω στο σμήνος πετά ένα πουλί, τόσο λιγότερη ενέργεια καταναλώνει. 

εικόνα

Ένα πουλί που θα απομακρυνθεί από το σχηματισμό θα υποστεί μεγαλύτερη αντίσταση από τον αέρα. Έτσι, τα πουλιά καταφεύγουν αυτόματα εκεί που είναι ευκολότερη η πτήση. 

Ακόμη και τα νεαρά πουλιά, που ποτέ δεν εκπαιδεύτηκαν να πετούν σε σχηματισμό V, ανακαλύπτουν αμέσως τα πλεονεκτήματα.

Και ο ενδιάμεσος χώρος που βρίσκεται στα δυο σκέλη του V, θεωρείται πλεονεκτική θέση, αλλά το σμήνος δεν ανέχεται τα πουλιά που θα προσπαθήσουν να παρεισφρήσουν εκεί. 

Οι μόνιμοι κρωγμοί και η συνεχής ανταλλαγή ηχητικών μηνυμάτων από τα πουλιά που βρίσκονται πίσω προς αυτά που προηγούνται θα πρέπει να ερμηνευθούν και ως ανάγκη εκδίωξης των λαθρεπιβατών.

εικόνα

Ένας άλλος λόγος που τα πουλιά πετούν σε σχηματισμό V, είναι ο έλεγχος του ενός από το άλλο, καθώς η θέση κάθε πουλιού στο σχηματισμό αντιπροσωπεύει και την αντίστοιχη στην ιεραρχία της ομάδας. 

Έτσι, ο ισχυρότερος προηγείται.

Τεχνικά είναι δύσκολο να μετρηθεί η κατανάλωση ενέργειας των πουλιών που πετούν, προκειμένου να συγκριθεί με άλλων πτητικών μεθόδων. 

Παρ’ όλα αυτά, το 2001 Γάλλοι επιστήμονες μέτρησαν τους καρδιακούς παλμούς πελεκάνων που είχαν εκπαιδευτεί να πετούν πίσω από ένα πλοίο ή ένα αεροπλάνο. 

Οι μετρήσεις κατέδειξαν πως τα πουλιά σε σχηματισμό V καταναλώνουν λιγότερη ενέργεια. 

Όπως διαπιστώθηκε, χτυπούσαν αραιότερα τις φτερούγες τους, απολαμβάνοντας τον περισσότερο χρόνο την αιώρησή τους.

εικόνα

πηγή

Διαβάστε περισσότερα... »