Вторник, 27.10.2026, 05:18 | Приветствую Вас Гость | Подписка на новости сайта
Меню сайта

Темы
Чупакабра [793]
Снежный человек [1156]
Морские чудовища [1092]
Сухопутные твари [932]
Летающие монстры [251]
Подземные твари [61]
Динозавры,мегафауна [1692]
Теория [1276]
Акулы [275]
Бабочки [170]
Грибы [231]
Гусеницы [66]
Дельфины [183]
Ежи [38]
Жуки [122]
Зайцы [34]
Змеи [273]
Кальмары,осьминоги [206]
Киты [307]
Копытные [604]
Кораллы [165]
Кошачьи [849]
Крокодилы [115]
Крысы,мыши [377]
Летучие мыши [181]
Лягушки [217]
Медведи [353]
Медузы,моллюски [236]
Микроорганизмы [643]
Морские звезды [42]
Морские львы,тюлени [157]
Муравьи [271]
Мухи,комары [302]
Насекомые [429]
Обезьяны [745]
Пауки [353]
Пингвины [104]
Псовые [680]
Птицы [1236]
Пчелы [398]
Ракообразные [210]
Растения [667]
Рыбы [935]
Саранча,кузнечики [29]
Слоны [167]
Сурикаты,грызуны [327]
Тараканы [60]
Улитки [80]
Хамелеоны [19]
Черви [222]
Черепахи [138]
Ящерицы [200]

Интересное
Аномальные новости

Хроники природных катастроф

Календарь
«  Август 2018  »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
  12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031

Архив новостей

Реклама

Логотип сайта

Форма входа

Главная » 2018 » Август » 22 » Муравьи научили роботов не создавать пробок

13:43
Муравьи научили роботов не создавать пробок

Ученые выяснили, что для увеличения скорости рытья узких туннелей в земле муравьи готовы отступить назад и переждать, пока их сородичи с частичками грунта выберутся наружу. Такая схема поведения позволяет не создавать в туннелях заторов и значительно повышает эффективность работы.

Описав эту модель поведения математически, ученые запрограммировали на подобное поведение небольших роботов, что помогло увеличить скорость транспортировки грузов с помощью них. В будущем аналогичные схемы можно использовать для предотвращения пробок и на автомобильных дорогах, пишут ученые в Science.

Часто для решения повседневных проблем ученые прибегают к физическому моделированию или поиску неожиданных научных аналогий. Типичный пример такого подхода — описание пробок на дорогах. Например, известно, что при определенной концентрации движущихся машин иногда пробки начинают возникать там, где их в принципе быть не должно. Чтобы понять, из-за чего возникают такие ситуации и как с ними бороться, физики предлагают использовать гидродинамические и статистические модели. Другие ученые предлагают следить за тем, как в условиях большой плотности ведут себя рои роботов, которые по определенном правилам двигаются по поверхности, не управляясь при этом из центра, а договариваясь между собой .

Ученые из США и Германии под руководством Дэниэла Голдмана (Daniel I. Goldman) из Технологического института Джорджии обнаружили, что помочь в этой ситуации могут не только искусственные модели и теоретические оценки из других наук, но и наблюдение за животными, которые успешно решают аналогичные проблемы в естественной среде. В исследовании авторы работы наблюдали за колониями муравьев, которым регулярно требуется переползать из одного места в другое через довольно узкие проходы или туннели (например при строительстве муравейника).

Ученые провели эксперимент с огненными муравьями вида Solenopsis invicta, колонии которых (численностью до 30 особей) помещали в контейнер с модельной почвой, состоящей из стеклянных частиц диаметром от 200 до 300 микрометров. В этой «почве» насекомые начинали рыть муравейник, состоящий из системы туннелей. Во время рытья муравьям нужно было все время выносить твердые частицы наружу, поэтому им приходилось постоянно меняться местами, создавая в конце туннелей пробки.

Оказалось, что муравьи могут подстраиваться под изменяющиеся условия: если муравей видит, что дорогу к следующей порции грунта преграждают другие насекомые, то он отходит назад, давая сородичам выбраться наружу, а уже затем сам забирается в туннель. Через прозрачные стенки контейнера ученые наблюдали за тем, как растет длина этих туннелей с течением времени, раскрасив брюшко каждого из муравьев своим цветом, чтобы лучше различать насекомых между собой. Оказалось, что пропускание сородичей в узких местах позволяет ускорить коллективное рытье — копать втроем получается быстрее, чем одному.

На самом деле, этот эффект не такой очевидный, как кажется на первый взгляд. Чтобы оценить эффективность подхода, который используют муравьи при рытье, ученые построили математическую модель, которая дает возможность активному элементу отступить назад и выждать. Эту модель ученые получили, изменив параметры распределения Лоренца, которым описывались скорости частиц, и сравнили результаты расчета с данными модели, в которой все элементы ведут себя одинаковым образом. Оказалось, что поведение с возможностью «отступить и выждать» оказывается выигрышным по сравнению с «бездумными» попытками всегда ломиться вперед. При этом второй вариант проигрывает и копанию туннелей в одиночку — именно из-за этого в узких проходах образуются пробки, из которых сложно выбраться.

Подтверждение этим оценкам ученые обнаружили и в модельной системе, в которой несколько небольших роботов пытались перенести по узкому проходу небольшие частицы из одной части площадки в другую. Оказалось, что медленнее всего с задачей справляется группа роботов, которые в любой ситуации двигаются вперед, быстрее них частицы перетаскивает один робот, а быстрее всего это делают несколько роботов, которые готовы уступить друг другу место. Такой подход оказывается эффективнее для систем, в которых число роботов больше трех, — именно в них появляются первые пробки.

По словам авторов исследования, в дальнейшем полученные ими данные могут использоваться для разработки моделей поведения роев роботов, позволяющих избежать образования пробок в ограниченных пространствах. А использованные математические модели могут использоваться для увеличения средней скорости дорожного движения, в том числе и с участием беспилотных автомобилей.

Это далеко не первый раз, когда движение животных ученые используют в качестве модельной системы для исследования поведения толпы или других в пространствах с ограниченной геометрией. Например, недавно группа испанских физиков изучила, как стадо овец проходит через узкие ворота и как при этом образуются пробки. В отличие от муравьев, овцы не отступают назад, давая пройти другим, поэтому движение стада происходит рывками и прерываются периодическими остановками. Такая система может быть моделью для разработки правил эвакуации людей в чрезвычайных ситуациях.

https://nplus1.ru/news/2018/08/21/ant-traffic-jam

Категория: Муравьи | Просмотров: 1791 | Добавил: Sergo | Рейтинг: 0.0/0


Последние новости

Подлинность съемки Паттерсона-Гимлина сомнительна (34)

Что происходит под кожей во время укуса малярийного комара (20)

Сердца самок летучих мышей забились быстрее в ответ на крики потомства (20)

Вороны приняли решение быстрее людей и макак (19)

Израильские сипухи усыновили птенца пустельги (18)

Таинственный зверь из хроник Колумба (167)

Бигфут прячется поблизости от людей (46)

Умирающие кораллы научились спасаться прикосновением к здоровым (39)

Как в Танзании слонам помогли освоить горы (43)

Крупнейшая из ныне живущих гадюкообразных смертельных змей (98)

Как змеи перекатываются по земле на высокой скорости (38)

Фотографу удалось запечатлеть редчайшего белого оленя (39)

Японские муравьи превратили свой яд в клейкую паутину (91)

Первые обладатели шеи почти не могли вертеть головой (220)

Палеонтологи нашли древнейшую нелетающую птицу (59)

Собаки соотнесли звучание выдуманных слов с геометрическими фигурами (52)

Как сказать кошке на «ее языке», что вы ее любите (57)

Как жало пчелы качает яд после отделения от тела (163)

Как мертвые слоны меняют африканскую саванну (50)

У рыб возле городов обнаружили «эффект фастфуда» (43)

Генетики прочитали ДНК плейстоценовой семги (56)

Укорочение лап помогло ездовым собакам тянуть упряжку (52)

Шмели выжили при длительном приеме однопроцентного раствора этанола (51)

Широкие шейные позвонки у птиц-ныряльщиков сработали как амортизатор (48)

Насекомые обзавелись крыльями всего один раз в истории (54)

Матери свели маленьких орангутанов с ровесниками для игр (143)

Птицы, способные кричать громче отбойного молотка (154)

Амазонский паук сам притворился зомбирующим пауков грибом (56)

Обнаружили самое выносливое пустынное растение (64)

Случайная фотография помогла описать новый вид гигантской кувшинки (58)

Выявили рост численности пчел в зоне эвакуации на «Фукусиме» (62)

Самые тяжелые животные на суше и в океане (53)

Самые ядовитые морские животные в мире (56)

Биологи «заглянули» в геном 194-летней черепахи (66)

Почему большие собаки меньше живут (59)

Приз за снимок озерного монстра по кличке Пепи (160)

Способность экосистем компенсировать исчезновение видов (64)

В Сибири нашли ранее неизвестного вымершего родственника яков (59)

Древнее насекомое назвали в честь пылесоса из «Телепузиков» (69)

У шимпанзе обнаружили разные звуки для разной еды (60)

В подводных каньонах Аргентины обнаружили 57 новых морских видов (126)

Млекопитающее, зубы у которого менялись на протяжении всей жизни (69)

Почему кошки приносят вам свою добычу (74)

Почему нельзя целовать кошек (69)

Почему нельзя убивать пауков (75)

Галактические лучи навредили сердцу крыс (64)

Западного сережчатого личинколюба впервые сняли на видео (65)

Хоры слонов оказались сигналами (65)

Змеи в городах показались людям противнее их сородичей в природе (68)

Движущиеся крылья бабочек ввели хищников в заблуждение (62)

Поиск


Популярное

Дикие люди Китая (35462)

Чупакабра напала на жителя Одесской области (24903)

Растения, питающиеся животными, издавна вселяли в сердца людей страх (23877)

Русские монстры: от древности до наших дней (22429)

Атлантическая треска может исчезнуть из-за роста кислотности океана (18846)

Поведение хищников опровергает правила естественного отбора (18019)

В произведениях Говарда Лавкрафта действуют чудовища, живущие под землей (17384)

На дне Марианской впадины обитают чудовища (16920)

Загадочный Каспий. Морские монстры, НЛО, русалки (16631)

Морского червя приняли за инопланетянина (16555)

Откуда вынырнули русалки? (16433)

Славянская мифология. Сказочные существа. Часть 3 (15896)

В Марианской впадине нашли загадочных существ и инопланетных гостей (15556)

Неведомое существо обитает в Приморье (15348)

В Риме гигантские сомы-мутанты пожирают птиц и крыс (15317)

Логово снежного человека обнаружено в США (14874)

10 неожиданно опасных пород собак (14688)

Чупакабра добралась до Воронежской области (13975)

Крылья бабочки помогут создать антибликовое покрытие экранов (13886)

Монстры океанов (13326)

Ровенский селянин поймал двух упитанных «чупакабр» (13167)

Крысы умнее, чем Google (12809)

Кракен - чудовище из морской бездны (12602)

Морской змей в Черном море (12532)

Распутывая ДНК бигфута (12506)

Когда просыпаются русалки (12488)

Львы дружески трутся друг о друга (12383)

Похороны настоящей… русалки (12161)

Обнаружено самое уродливое существо на планете (12067)

Экологи просят защитить карадагское чудовище (12062)

Сказки - старшилки про Бабу-Ягу, Кощея Бессмертного и Змея Горыныча (12041)

В китайской гробнице нашли вымершее существо (11975)

Рыба-мутант: что можно найти в водах Севана (11942)

Страшное насекомое замечено в Индии (11930)

Монстры уходят на глубину (11668)

Кого боятся белые акулы (11661)

Мертвого загадочного зверя из США опознали (11625)

Грибы-монстры - пришельцы из космоса (11612)

Морские дьяволы (11298)

Хайгейтские вампиры (11212)

Проект "Криптозоология" © 2010-2026 При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна

Яндекс.Метрика