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
21.08.2025

ЦАХАЛ призвал медслужбы готовиться к эвакуации населения из города Газа

ЦАХАЛ начал направлять первые предупреждения медицинским органам и международным...
Израиль
21.08.2025

Еврейские пастухи дали отпор террористу

Пастухи вступили с террористом в рукопашную схватку, заставив его бросить оружие...
Израиль
21.08.2025

Нидерланды не допустят Израиль к участию в NEDS

Израильские оборонные компании не будут допущены в этом году к участию в Международной выставке...
Израиль
21.08.2025

ЦАХАЛ раскрыл детали атаки боевиков ХАМАС через подземный тоннель

ЦАХАЛ завершает расследование инцидента, произошедшего утром в среду,...
В мире
В мире
21.08.2025

Турецким судам запретили заход в порты Израиля

Турецкие власти ввели запрет на посещение израильских портов судами под турецким флагом.
В мире
20.08.2025

Трамп отметил героизм Нетаниягу в борьбе с ХАМАСом

Комментарии Трампа прозвучали на фоне подготовки Израиля к операции по установлению контроля над...
В мире
20.08.2025

США расширили санкционный список по МУС

США ввели санкции против очередных представителей МУС, причастных к «расследованиям, аресту и преследованию граждан США и Израиля».
В мире
18.08.2025

Дональд Трамп: «Заложники будут освобождены только когда ХАМАС будет уничтожен»

"Мы увидим возвращение заложников только когда ХАМАС будет побежден и уничтожен"
Бизнес
Бизнес
6.08.2025

Elbit Systems стала самой дорогой компанией Израиля

Оборонный концерн Elbit Systems стал самой дорогой израильской компанией, зарегистрированной на Уолл-стрит....
Бизнес
3.06.2025

В мае израильские стартапы привлекли 550 млн долл

Израильский технологический сектор продолжает демонстрировать устойчивость и привлекательность...
Бизнес
18.03.2025

Брин покупает израильскую компанию Wiz за 32 млрд долл

Компания Alphabet, управляющая Google покупает израильский стартап Wiz, работающий в сфере кибербезопасности, за $32 млрд.
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...
Наука и технологии
Наука и технологии
5.08.2025

Завершена серия испытаний системы ПРО «Праща Давида»

Израильское управление противоракетной обороны и концерн "Рафаэль" завершили серию испытаний системы...
Наука и технологии
16.07.2025

Израильские учёные подслушали «разговоры» растений

Это открытие позволяет предположить существование невидимой экосистемы.
Наука и технологии
16.07.2025

Израильские физики разработали метод обнаружения темной материи с помощью ядерных часов

Почти столетие ученые безуспешно пытаются обнаружить темную материю различными способами...
Наука и технологии
13.07.2025

Из Флориды запущен в космос израильский спутник связи «Дрор-1»

Израильский спутник связи "Дрор-1" запущен в космос с мыса Канаверал, штат Флорида (США).
Медицина
Медицина
15.06.2025

Обновленный режим работы медучреждений больничной кассы «Меухедет»

В связи с ситуацией в сфере безопасности и в соответствии с указаниями Министерства здравоохранения, в воскресенье...
Медицина
29.05.2025

В Израиле впервые пересадили искусственное сердце

В Израиле проведена успешная операция по трансплантации искусственного сердца.
Медицина
29.04.2025

Мобильная клиника: комплексное обследование для женщин рядом с домом

Около 140 женщин прошли обследование в передвижной клинике женского здоровья «Меухедет» в Гиватайме...
Медицина
31.03.2025

Коалиция не поддержала новоназначенного руководителя ШАБАК

"Замена человека с мировоззрением с Каплан другим человеком с похожим мировоззрением не решает проблему, а лишь увековечивает...
Деньги
Деньги
5.06.2025

Израиль продал вооружений на рекордные 14,8 млрд долл

Экспорт оборонной продукции Израиля в 2024 году составил рекордные $14,8 млрд.
Деньги
3.04.2025

Пошлины Трампа: последствия для Израиля

Надежда правительства Израиля на то, что отмена последних остававшихся пошлин на американскую сельхозпродукцию позволит избежать введения американских...
Деньги
1.04.2025

Израиль отменил все пошлины на импорт из США

Израиль отменил все таможенные пошлины на товары, импортируемые из США
Культура
Культура
18.05.2025

Голосование зрителей на Евровидении заткнуло рот ненавистникам Израиля

Юваль Рафаэль поразила весь мир, заняв второе место на конкурсе Евровидение, который прошел в Базеле.
Культура
27.04.2025

Празднуем День независимости в сердце страны: фестиваль в парке Нахаль Кане, Самария

В предстоящий День независимости (1 мая) Региональный совет Шомрон и Еврейский национальный фонд (ККЛ)...
Культура
9.04.2025

Спилберг возглавил список богатейших селебрити от Forbes

Режиссер Стивен Спилберг возглавил список богатейших знаменитостей мира по версии журнала Forbes.
Публицистика
Публицистика
14.08.2025
 Игорь Черниховский

Униженные и оскорблённые

Довелось мне днями почитать кое-что о событиях китайской культурной...
Публицистика
11.08.2025
 Сеня Вальдберг

Две стратегии и одна цена

Это на словах они за «любую цену». А на деле — зависают, как старый...
Публицистика
10.08.2025
 Деонис Спектор

Полгода Дональда-Миротворца: итоги

Пришло время для небольшого подведения итогов первых шести месяцев Дональда-Миротворца...
Публицистика
4.08.2025
 Игорь Черниховский

«Этический» императив

В Сиднее прошёл крупнейший марш "за Палестину", в коем приняли участие...
Публицистика
3.08.2025
 Авраам Шмулевич

Рим и Иерусалим. Время выбора

Почти две тысячи лет назад на Ближнем Востоке завершилась...
Репатриация
Репатриация
9.04.2025

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...
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 остановило программу «Ваучер» по изучению...
Репатриация
30.12.2024

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...
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...