Израильские ученые Института Вейцмана успешно смоделировали поведение муравьев

14.08.2018 19:31

Исследователи 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
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

Отправьте эту страницу друзьям!

Оставьте свой комментарий!

Читайте также:

Наука и технологии
13.02.2019

Израильские ученые нашли «родник молодости» иммунной системы

Эксперименты на мышах показали эффективность разрабатываемого медикамента в выведении стареющих...
Наука и технологии
4.10.2017

Компьютерные «запчасти» могут дать толчок дизайну белка

С помощью компьютера израильские исследователи моделируют эволюцию белков, создавая структуры, не существующие...
Наука и технологии
6.05.2017

Израильские ученые: Отличие мужчин от женщин заключается в 6500 генах

Исследователям из Института Вейцмана удалось полностью описать половые особенности экспрессии генов
Наука и технологии
1.10.2016

Израильские ученые обнаружили, что иммунная система влияет на социальное поведение

Ученые из Института Вейцмана показали, как молекула в мозгу мыши регулирует социальное...

Лента новостей:

Израиль
Израиль
17.04.2025

ЦАХАЛ запускает раннюю систему оповещения

При запуске ракеты из Йемена, Ирана или других удаленных мест по Израилю, сообщение будет активировано задолго до включения сирен....
Израиль
17.04.2025

Депутат Готлиб: Ронен Бар намеренно не предупредил Нетаниягу 7 октября

Депутат Кнессета Тали Готлиб обвинила Ронена Бара в том, что он преднамеренно не предупредил Биньямина Нетаниягу в...
Израиль
17.04.2025

Опубликовано видео ликвидации третьего террориста, участвовавшего в теракте в Аль-Фундуке

Пресс-служба ЦАХАЛа опубликовала видеозапись ликвидации третьего террориста, причастного к кровавому...
Израиль
17.04.2025

Ночью ЦАХАЛ атаковал инфраструктуру «Хизбаллы» на юге Ливана

В ночь на 17 апреля была атакована инфраструктура террористической организации "Хизбалла" на юге Ливана....
В мире
В мире
17.04.2025

Путин встретился с освобожденными заложниками и поблагодарил ХАМАС

В ходе беседы Путин заявил, что "освобождение стало возможным благодаря дипломатическим усилиям России и ее связям...
В мире
14.04.2025

Al-Arabiya: ХАМАС заявил о готовности освободить большее число заложников

Al-Arabiya сообщает, что ХАМАС готов освободить большее число заложников в рамках нового предложения о перемирии.
В мире
14.04.2025

В Европе 10 месяцев продолжалась операция, поставившая «Хизбаллу» на колени

Это дело еще раз иллюстрирует, насколько глубоко "Хизбалла" проникла в европейские страны.
В мире
14.04.2025

Axios: следующий раунд переговоров США и Ирана в Риме, Израиль за военный сценарий

Axios: второй раунд "ядерных переговоров" между США и Ираном состоится в Риме в субботу,...
Бизнес
Бизнес
9.01.2025

Израильский хайтек привлёк 4 млрд долл за год

Это более чем в два раза превышает показатель предыдущего года.
Бизнес
24.12.2024

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 – по...
Бизнес
17.07.2024

Edwards Lifescience покупает израильский медицинский стартап за 300 млн долл

Стартап разработал более безопасную микроинвазивную технологию лечения заболеваний митрального...
Бизнес
15.07.2024

Google обсуждает покупку израильского стартапа за 23 млрд долл

Google ведет переговоры о приобретении израильского стартапа в сфере кибербезопасности Wiz.
Наука и технологии
Наука и технологии
25.03.2025

Израильские ученые ускорили чтение данных из ДНК-хранилища в тысячи раз

Учёные из хайфского Техниона создали основанный на ИИ метод, ускоряющий на три порядка чтение данных...
Наука и технологии
16.03.2025

Израиль введет в эксплуатацию систему Iron Beam в течение девяти месяцев

Исраэль Кац: лазерная система ПВО Iron Beam будет введена в эксплуатацию до конца 2025 года.
Наука и технологии
19.02.2025

Израиль представлен на оборонной выставке IDEX в ОАЭ

Павильон еврейского государства демонстрирует сотни видов вооружений.
Наука и технологии
28.01.2025

Вперед, к международным достижениям: начался отбор в научные олимпийские сборные Израиля

Министерство просвещения и Центр ученых будущего Фонда Маймонида начинает процесс формирования...
Медицина
Медицина
26.12.2024

Астма: вдох-выдох

С началом зимы далеко не все радуются установлению желанной прохлады. Есть среди нас и те, кто встречает зиму с тревогой, опасаясь обострения хронического недуга. Эти люди...
Медицина
14.08.2024

Помощь инвалидам ЦАХАЛа с черепно-мозговыми травмами

В этом центре раненые солдаты находят не только профессиональную поддержку и интересные занятия,...
Медицина
15.07.2024

В Израиле удвоилось число жертв вируса Западного Нила

Вирус Западного Нила диагностировали уже у 440 израильтян. Зафиксировано 32 летальных...
Медицина
9.07.2024

От лихорадки Западного Нила в Израиле умерли 15 человек

Медики советуют избегать нахождения близ стоячих водоемов...
Медицина
23.06.2024

Вспышка лихорадки Западного Нила: подтвержден 21 случай

В Израиле по состоянию на 23 июня подтвержден 21 случай заражения лихорадкой Западного...
Деньги
Деньги
1.04.2025

Израиль отменил все пошлины на импорт из США

Израиль отменил все таможенные пошлины на товары, импортируемые из США
Деньги
4.02.2025

ЦСБ: средняя зарплата в Израиле выросла до рекордного уровня

ЦСБ:в декабре 2024 года средняя зарплата в Израиле выросла на 10%, достигнув исторического рекорда.
Деньги
22.12.2024

Кнессет заморозил повышение взносов в Битуах Леуми

Согласно заявлению комитета, повышение будет действовать исключительно в течение двух лет.
Деньги
17.12.2024

Налоговое управление подтвердило повышение налогов на автомобили в 2025 году

С 2025 года в Израиле увеличатся налоги на покупку всех типов автомобилей.
Культура
Культура
19.03.2025

На Аллее славы Голливуда появилась звезда Галь Гадот

Израильская актриса Галь Гадот стала обладательницей именной звезды на Аллее славы в Голливуде....
Культура
5.03.2025

Галь Гадот наградили за поддержку Израиля

«Галь Гадот – героиня как на экране, так и за его пределами, она – неустанная движущая сила в борьбе с антисемитизмом»
Культура
3.03.2025

Израиль обнародовал название песни для «Евровидения»

Стало известно название композиции, с которой Юваль Рафаэль выйдет на...
Культура
22.01.2025

Опасный путь к футбольной славе

Новый драматический сериал компании НОТ «Шломи 6» рассказывает о двух 17-летних парнях из Нетании – двоюродных...
Публицистика
Публицистика
16.04.2025
 Гермес Гальт

Благотворительность закончилась

После Второй мировой войны США взяли на себя добровольно благотворительность...
Публицистика
16.04.2025
 Михаил Лобовиков

Всё начиналось с нескольких сотен героев

Глядя на сегодняшнюю армию Израиля, с ее мощью (за вычетом дезертиров-подписантов...
Публицистика
15.04.2025
 Эрез Тадмор

Эрез Тадмор: Левые сжигают страну ради Ронена Бара

"Они выступают за военную диктатуру, управляемую генералами, которые доказали, что...
Публицистика
14.04.2025
 Аркадий Красильщиков

Нас вновь хотят остановить за шаг до цели

Замаячила очередная победа Израиля без победы.
Публицистика
14.04.2025
 Аркадий Красильщиков

Одно исключение в изоляционистской политике Трампа

Всё верно: Америка Трампа больше не хочет быть мировым полицейским — разорительный и неблагодарный труд....
Репатриация
Репатриация
30.03.2025

Как сегодня работают частные ульпаны в Израиле?

В конце 2024 года многие новые репатрианты столкнулись с проблемой: Министерство алии и интеграции временно...
Репатриация
4.09.2024

Новым гендиректором организации «Маса» стал Меир Хольц

Генеральным директором программы «Маса» назначен г-н Меир Хольц. Хольц,...
Репатриация
28.08.2024

Как сегодня учат иврит в ульпанах

Один из ключевых факторов интеграции в Израиле – это, конечно же, знание иврита. Чем быстрее вы выучите язык, тем...
Репатриация
27.08.2024

Война не остановила репатриантов

После нападения террористов ХАМАСа на Израиль в октябре прошлого года в еврейское государство прибыло 29 тыс....
Юмор
Юмор
9.08.2021

Олимпийский пиар, или «Как победить Олимпиаду»‎

После утверждения России, что у них украли золотую медаль по художественной гимнастике, Ядида написал сатирический...
Юмор
30.01.2021
 Борис Прусский

Лимерика

Израильский певец и музыкант Борис Прусский посвятил шуточное стихотворение инаугурации...
Юмор
16.07.2020

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...
Юмор
27.05.2020

Проверка Бузагло

"-Как дела, милые? — спросил входящий в зал человек. -Репетируем удивлённое выражение лица! — ответили многоуважаемые."
Юмор
16.05.2020

Ограбление

Охана, владелец фирмы "Мойдодыр", совсем было собирался закрыть свой магазин, когда в помещение внезапно ворвался подозрительный тип с закрытым...