Израильские ученые Института Вейцмана успешно смоделировали поведение муравьев
14.08.2018 19:31Исследователи Института Вейцмана сначала разработали математическую модель поведения общественных насекомых, а затем проверили ее на настоящих муравьях.
Как известно, люди - одни из немногих живых существ на планете, способных объединять усилия для того, чтобы, например, передвигать тяжести - от холодильника до каменных блоков пирамид. Единственный, кто еще способен на такое - это муравей.
Муравьи не только могут двигать предметы, многократно превосходящие их по размеру, но и ухитряются преодолевать препятствия вместе с этими предметами. Новое исследование, недавно опубликованное в научном журнале PLoS Computational Biology, показывает, что для того, чтобы принести найденную ими еду в муравейник, муравьи ведут себя по определенным правилам, которые моделируются математически. Переключаясь между двумя основными вариантами поведения, муравьи могут преодолеть практически любое препятствие на своем пути.
Для координации общих усилий люди способны вести устный или письменный диалог, но муравьи координируют свои совместные действия иначе. Израильские исследователи так называемой "муравьиной лаборатории" Научного института имени Вейцмана в Реховоте под руководством профессора Нира Гова с факультета химической и биологической физики и доктора Офера Фейнермана с факультета физики комплексных систем еще раньше сумели определить муравьиную механику принятия решений. Каждый муравей ощущает силу, применяемую остальными муравьями к общему грузу, и подстраивается под остальных. «Если муравей чувствует, что кусок еды двигается от него - то есть он в арьергарде - то он будет толкать свою ношу. Но если он чувствует, что пища двигается к нему, то есть он впереди группы, то он будет тянуть. Другими словами, индивидуальная реакция каждого муравья является вкладом в эффективное решение общей задачи, стоящей перед группой», - поясняет Гов.
Модель и реальность
В своем новом исследовании ученые решили выяснить, помогает ли этот способ самоорганизации муравьям в решении более сложных задач, таких, как протаскивание крошек еды сквозь трещины в стене или через заграждающие путь к муравейнику барьеры. Сначала ученые создали математическую модель, отображающую поведение муравьев, встречающихся с препятствием, в котором есть узкая щель, через которую могут пройти сами насекомые, но не может пролезть переносимый ими предмет. Эта симуляция предсказала, что муравьи будут случайным образом переключаться между двумя моделями поведения: собираться возле входа, пытаясь протащить туда свою ношу, или двигаться в сторону, пытаясь обойти препятствие.
Слева направо: Нир Гов и Офер Фейнерман (фото Института Вейцмана)
Как отметил Гов, «новая модель основывалась на тех же простых правилах, которыми пользуются муравьи для того, чтобы переносить объект в ситуации, когда им ничто не мешает: тянуть или толкать, в зависимости от того, в каком направлении они ощущают силу. Нету муравья, который скажет "парни, так как мы стену-то обойдем?" Муравьи в симуляции делали то, что муравьи делают лучше всего, и проблема “решилась” коллективом, без того, чтобы хотя бы один муравей осознал, что перед ними стоит новая проблема».
Как следует из модели, размер собравшейся возле куска пищи группы муравьев определяет ведущую модель поведения в его транспортировке. Маленькая группа, которая несет небольшой кусочек пищи, проведет больше времени у входа в щель; большая группа скорее начнет искать обходной путь вокруг препятствия. Такое поведение является наиболее эффективным и дает в обеих случаях наибольшие шансы на успех.
Размер имеет значение
Исследователи проверили предсказания своей модели экспериментами с живыми муравьями, которым были предложены объекты разного размера. Действительно, когда муравьи натыкались на слишком узкую для своего груза щель в барьере на своем пути, они начинали случайным образом варьировать два варианта поведения. В полном соответствии с моделью, когда объект был меньшего размера, муравьи проводили больше времени у входа в щель, пытаясь "пропихнуть" свой груз через нее. «Предмет, который мы им дали, не сжимался, но муравьи смогли повернуть его набок и почти пронесли его. Если бы это был жук или червяк, они бы преуспели в решении задачи», - рассказывает Гов.
В данный момент группа планирует более сложные тесты, включающие исследование группового поведения муравьев, несущих еду, на «полосе препятствий», которая имитирует природную среду.
Источник: MFA
Фото: Институт Вейцмана
Читайте также:

Израильские ученые нашли «родник молодости» иммунной системы
Эксперименты на мышах показали эффективность разрабатываемого медикамента в выведении стареющих...
Израильские ученые вырастили в пробирке миниатюрный мозг
Исследователи смогли наблюдать за формированием извилин
Компьютерные «запчасти» могут дать толчок дизайну белка
С помощью компьютера израильские исследователи моделируют эволюцию белков, создавая структуры, не существующие...
Израильские ученые: Отличие мужчин от женщин заключается в 6500 генах
Исследователям из Института Вейцмана удалось полностью описать половые особенности экспрессии генов
Израильские ученые обнаружили, что иммунная система влияет на социальное поведение
Ученые из Института Вейцмана показали, как молекула в мозгу мыши регулирует социальное...Лента новостей:

Безопасность израильских объектов за рубежом усилена
Подобные методы ранее не применялись в операциях по обеспечению безопасности за рубежом.
ВВС ЦАХАЛа атаковали объекты «Хизбаллы» на востоке и юге Ливана
ВВС ЦАХАЛа атаковали объекты террористической организации "Хизбалла" на востоке Ливана.
Отчет ЦАХАЛа по 7/10: кибуц Маген выстоял без помощи армии
ЦАХАЛ опубликовал результаты расследования боев в кибуце Маген, около границы Газы, в "черную субботу" 7 октября 2023 года....
Поддержка Израиля в Европарламенте: депутаты против санкций Урсулы фон дер Ляйен
Пока председатель Еврокомиссии Урсула фон дер Ляйен угрожала в своей речи санкциями против Израиля — с...
Нетаниягу опубликовал предупреждение для «Катара и всех стран, укрывающих террористов»
"Я заявляю Катару и всем странам, которые укрывают террористов: либо вы изгоните...
В Бельгии отменили концерт из-за израильского дирижёра
«Мы решили воздержаться от сотрудничества с партнерами, которые не смогли достаточно ясно выразить свое отношение...
Дональд Трамп подтвердил смерть Чарли Кирка после покушения
Президент США Дональд Трамп в своей соцсети True Social подтвердил смерть правого активиста Чарли Кирка...
В США совершено покушение на произраильского активиста Чарли Кирка
Он ранен и находится в больнице, его состояние критическое.
Урсула фон дер Ляйен: Еврокомиссия предложит новые меры против Израиля
Еврокомиссия предложит ввести санкции против "экстремистски настроенных" израильских министров и...
Нидерланды: Бен-Гвиру и Смотричу запрещен въезд в 29 стран Шенгенской зоны
"Кабинет министров принял решение объявить министров персонами нон грата", - заявило правительство...
Elbit Systems стала самой дорогой компанией Израиля
Оборонный концерн Elbit Systems стал самой дорогой израильской компанией, зарегистрированной на Уолл-стрит....
В мае израильские стартапы привлекли 550 млн долл
Израильский технологический сектор продолжает демонстрировать устойчивость и привлекательность...
Брин покупает израильскую компанию Wiz за 32 млрд долл
Компания Alphabet, управляющая Google покупает израильский стартап Wiz, работающий в сфере кибербезопасности, за $32 млрд.
Израильский хайтек привлёк 4 млрд долл за год
Это более чем в два раза превышает показатель предыдущего года.
Израильский туризм: теперь на подъем или дальше в пропасть?
Во время войны самый сильный экономический удар пришелся именно по туристической отрасли и в первую очередь...
Израиль запустил в космос новый спутник-шпион
«Запуск спутника Ofek 19 — это достижение высочайшего мирового уровня и послание всем нашим врагам, где бы они ни находились: мы наблюдаем за вами...
Осторожно, «капча»!
Национальная служба информационно-коммуникационных технологий раскрыла широкомасштабную международную кибератаку ShadowCaptcha
Завершена серия испытаний системы ПРО «Праща Давида»
Израильское управление противоракетной обороны и концерн "Рафаэль" завершили серию испытаний системы ПРО "Праща Давида" в рамках процесса оперативного обучения....
Марсианские ледники оказались практически чистым льдом. Израильское исследование
Исследование израильских ученых меняет взгляд на прошлое...
Израильские учёные подслушали «разговоры» растений
Это открытие позволяет предположить существование невидимой экосистемы.
Эфрат Перец-Томер, старший клинический психолог южного округа «Меухедет», объясняет, как создать адаптированную к обстоятельствам рутину, которая поможет детям более спокойно пережить это сложное время.

Обновленный режим работы медучреждений больничной кассы «Меухедет»
В связи с ситуацией в сфере безопасности и в соответствии с указаниями Министерства здравоохранения, в воскресенье...
В Израиле впервые пересадили искусственное сердце
В Израиле проведена успешная операция по трансплантации искусственного сердца.
Мобильная клиника: комплексное обследование для женщин рядом с домом
Около 140 женщин прошли обследование в передвижной клинике женского здоровья «Меухедет» в Гиватайме...
Прощайте, длинные очереди: новые услуги, которые обеспечат вам качественную и быструю медицинскую помощь
Сегодня в Израиле остро ощущается нехватка врачей-специалистов. Эта ситуация знакома...
Коалиция не поддержала новоназначенного руководителя ШАБАК
"Замена человека с мировоззрением с Каплан другим человеком с похожим мировоззрением не решает проблему, а лишь увековечивает...
Израиль продал вооружений на рекордные 14,8 млрд долл
Экспорт оборонной продукции Израиля в 2024 году составил рекордные $14,8 млрд.
«Битуах Леуми» меняет схему оплаты за резервистскую службу: вы получите больше
"Битуах Леуми" изменяет систему оплаты компенсации за резервистскую...
5 ловушек в автостраховке, о которых не предупреждает реклама, — и как не попасть на тысячи шекелей, «экономя» пару сотен
Все базовые полисы автострахования...
Пошлины Трампа: последствия для Израиля
Надежда правительства Израиля на то, что отмена последних остававшихся пошлин на американскую сельхозпродукцию позволит избежать введения американских...
Израиль отменил все пошлины на импорт из США
Израиль отменил все таможенные пошлины на товары, импортируемые из США
Шуфутинский назвал 3 сентября народным праздником
Михаил Шуфутинский, автор песни «Третье сентября», в беседе с ТАСС выразил мнение, что этот день стал народным праздником, объединяющим людей.
Пропалестинцы «выдавили» Гадот с Венецианского кинофестиваля
Израильская актриса Галь Гадот не приедет на 82-й Венецианский кинофестиваль из-за давления пропалестинских...
Фильм «Малахи» — лауреат первой премии Иерусалимского кинофестиваля
Документальный фильм «Малахи», снятый режиссерами Идо Багатом и Ноамом Демским — жителем Гуш-Эциона, — был удостоен премии «Диамант» за лучший...
День освобождения Иерусалима и Шомрона: впервые представлены редкие фотографии после Шестидневной войны
В Центре наследия Алон Морэ откроется новая выставка, приуроченная к Дню освобождения Иерусалима...
От 9/11 до 9/11: от внешнего до внутреннего террора
Символично, что Кирка убрали накануне...
Всему есть цена
Тупые и ублюдочные (вы их знаете) решили отпраздновать убийство Чарли Кирка на глазах его жены и...
Пора, чтобы нас боялись
Протесты — начиная от Генерального секретаря ООН и ниже — после нашей атаки на...
Зло меняет маски — цель та же: народ Торы
"Амалек разнолик: от легионов Тита до исламского нацизма...
Будет ли новая война с Ираном?
Для режима это экзистенциальная угроза: жажда может довести народ до бунта...
Репатриация в условиях войны: психологическая поддержка новых репатриантов
Сегодня тысячи новых репатриантов в Израиле оказались в ситуации,...
Организация «Маса» удостоена «Иерусалимской премии за вклад в единство еврейского народа»
В резиденции президента Израиля в Иерусалиме...
Празднуем Песах на иврите: что нужно знать новым репатриантам
Вы, конечно, знаете, что такое маца. А Агада? А херут? Если вы новый репатриант, вам пригодятся базовые слова и фразы на иврите, связанные с...
Как сегодня работают частные ульпаны в Израиле?
В конце 2024 года многие новые репатрианты столкнулись с проблемой: Министерство алии и интеграции временно остановило программу «Ваучер» по изучению...
Образование для детей, волонтерство для родителей: новый проект «Масы» и НААЛЕ
Организация "Маса", основанная ЕА "Сохнут" и правительством Израиля, уже 21 год содействует участию молодежи из разных стран в...
Олимпийский пиар, или «Как победить Олимпиаду»
После утверждения России, что у них украли золотую медаль по художественной гимнастике, Ядида написал сатирический...
Наши резервы
Мне совершенно не мешает ходить "оборванцем". И вот я вышел из дома в своем обычном виде по делам на угол Бегин-Каплан. В разгар...
Проверка Бузагло
"-Как дела, милые? — спросил входящий в зал человек. -Репетируем удивлённое выражение лица! — ответили многоуважаемые."