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:


ЦАХАЛ запускает раннюю систему оповещения
При запуске ракеты из Йемена, Ирана или других удаленных мест по Израилю, сообщение будет активировано задолго до включения сирен....
«Я пришёл вытащить тебя»: история братства, рожденного в бою
«Это не обычная дружба, это дружба, написанная кровью»
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...
Опубликовано видео ликвидации третьего террориста, участвовавшего в теракте в Аль-Фундуке
Пресс-служба ЦАХАЛа опубликовала видеозапись ликвидации третьего террориста, причастного к кровавому...
Ночью ЦАХАЛ атаковал инфраструктуру «Хизбаллы» на юге Ливана
В ночь на 17 апреля была атакована инфраструктура террористической организации "Хизбалла" на юге Ливана....
Администрация Трампа требует лишить Гарвард налоговых льгот из-за антисемитизма и программ DEI
Администрация Трампа требует лишить Гарвард налогового статуса,...
Путин встретился с освобожденными заложниками и поблагодарил ХАМАС
В ходе беседы Путин заявил, что "освобождение стало возможным благодаря дипломатическим усилиям России и ее связям...
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 Европе 10 месяцев продолжалась операция, поставившая «Хизбаллу» на колени
Это дело еще раз иллюстрирует, насколько глубоко "Хизбалла" проникла в европейские страны.
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,...
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 – по...
Шпионский стартап, в который вложился Эхуд Барак, продан почти за миллиард
Значительная часть сделки будет оплачена наличными.
Edwards Lifescience покупает израильский медицинский стартап за 300 млн долл
Стартап разработал более безопасную микроинвазивную технологию лечения заболеваний митрального...
Google обсуждает покупку израильского стартапа за 23 млрд долл
Google ведет переговоры о приобретении израильского стартапа в сфере кибербезопасности Wiz.
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...
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.
Илон Маск обвиняет в перебоях в работе X «масштабную кибератаку какой-то страны»
"Нас атакуют каждый день, но сегодняшняя атака осуществляется с большими ресурсами,...
Израиль представлен на оборонной выставке IDEX в ОАЭ
Павильон еврейского государства демонстрирует сотни видов вооружений.
Вперед, к международным достижениям: начался отбор в научные олимпийские сборные Израиля
Министерство просвещения и Центр ученых будущего Фонда Маймонида начинает процесс формирования...
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...
Помощь инвалидам ЦАХАЛа с черепно-мозговыми травмами
В этом центре раненые солдаты находят не только профессиональную поддержку и интересные занятия,...
В Израиле удвоилось число жертв вируса Западного Нила
Вирус Западного Нила диагностировали уже у 440 израильтян. Зафиксировано 32 летальных...
От лихорадки Западного Нила в Израиле умерли 15 человек
Медики советуют избегать нахождения близ стоячих водоемов...
Вспышка лихорадки Западного Нила: подтвержден 21 случай
В Израиле по состоянию на 23 июня подтвержден 21 случай заражения лихорадкой Западного...
Израиль отменил все пошлины на импорт из США
Израиль отменил все таможенные пошлины на товары, импортируемые из США
Израиль отменит все пошлины на импорт американских товаров уже сегодня
Цель - предотвратить введение пошлин против Израиля со стороны...
ЦСБ: средняя зарплата в Израиле выросла до рекордного уровня
ЦСБ:в декабре 2024 года средняя зарплата в Израиле выросла на 10%, достигнув исторического рекорда.
Кнессет заморозил повышение взносов в Битуах Леуми
Согласно заявлению комитета, повышение будет действовать исключительно в течение двух лет.
Налоговое управление подтвердило повышение налогов на автомобили в 2025 году
С 2025 года в Израиле увеличатся налоги на покупку всех типов автомобилей.
На Аллее славы Голливуда появилась звезда Галь Гадот
Израильская актриса Галь Гадот стала обладательницей именной звезды на Аллее славы в Голливуде....
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»
Израиль обнародовал название песни для «Евровидения»
Стало известно название композиции, с которой Юваль Рафаэль выйдет на...
Выставка «Сквозь осколки» – искусство, идущее от сердца
Солдаты, получившие тяжёлые черепно-мозговые травмы во время...
Опасный путь к футбольной славе
Новый драматический сериал компании НОТ «Шломи 6» рассказывает о двух 17-летних парнях из Нетании – двоюродных...

Благотворительность закончилась
После Второй мировой войны США взяли на себя добровольно благотворительность...
Всё начиналось с нескольких сотен героев
Глядя на сегодняшнюю армию Израиля, с ее мощью (за вычетом дезертиров-подписантов...
Эрез Тадмор: Левые сжигают страну ради Ронена Бара
"Они выступают за военную диктатуру, управляемую генералами, которые доказали, что...
Нас вновь хотят остановить за шаг до цели
Замаячила очередная победа Израиля без победы.
Одно исключение в изоляционистской политике Трампа
Всё верно: Америка Трампа больше не хочет быть мировым полицейским — разорительный и неблагодарный труд....
Вы, конечно, знаете, что такое маца. А Агада? А херут? Если вы новый репатриант, вам пригодятся базовые слова и фразы на иврите, связанные с Песахом. Они помогут вам лучше понимать, что происходит вокруг, участвовать в обсуждениях, а главное — почувствовать атмосферу праздника.

Как сегодня работают частные ульпаны в Израиле?
В конце 2024 года многие новые репатрианты столкнулись с проблемой: Министерство алии и интеграции временно...
Образование для детей, волонтерство для родителей: новый проект «Масы» и НААЛЕ
Организация "Маса", основанная ЕА "Сохнут" и правительством Израиля, уже 21...
Новым гендиректором организации «Маса» стал Меир Хольц
Генеральным директором программы «Маса» назначен г-н Меир Хольц. Хольц,...
Как сегодня учат иврит в ульпанах
Один из ключевых факторов интеграции в Израиле – это, конечно же, знание иврита. Чем быстрее вы выучите язык, тем...
Война не остановила репатриантов
После нападения террористов ХАМАСа на Израиль в октябре прошлого года в еврейское государство прибыло 29 тыс....
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."