陸軍アリは何百万ものコロニーを形成しますが、恒久的な家はありません。彼らは新しい餌場を求めて毎晩ジャングルを行進します。その過程で、彼らは自分の体で橋を架けるなど、4つ星の将軍を誇りに思うような兵站の偉業を成し遂げます.
私が最近の記事で調査した安価で愚かなロボットの群れと同じように、軍隊のアリは、リーダーを持たず、最小限の認知リソースでこの調整を管理します。個々の軍隊アリは事実上盲目であり、彼らの精巧な集団運動を理解することができなかった非常に小さな脳を持っています.ニュージャージー工科大学のスウォーム ラボの所長であり、陸軍アリのコロニーがいつ形成されるかを予測する新しい研究の共著者であるサイモン ガルニエは、次のように述べています。橋を架けることにします。
Garnier の研究は、組織化されていないアリがどのように橋を架けるかを説明するだけでなく、どの橋を架ける価値があるかを判断するというさらに複雑なタスクをどのようにやってのけるかを説明するのに役立ちます.
これがどのように展開するかを見るために、行進中のアリの視点を取ります。進路のギャップになると減速します。コロニーの残りの部分は、毎秒 12 センチメートルの速度で動き続け、背中を踏みつけてきます。この時点で、2 つの単純なルールが適用されます。
1つ目は、他のアリが背中を歩いているのを感じると、アリが凍るようにアリに伝えます。 「誰かがあなたの上を歩いている限り、あなたはその場にとどまります」と Garnier は言いました。
これと同じプロセスが他のアリでも繰り返されます。彼らは最初のアリをまたいでいきますが、その隙間はまだあるため、並んでいる次のアリは減速し、踏みつけられてその場で固まります。このようにして、アリは自分たちの前にある隙間を橋渡しするのに十分な長さの橋を作ります。その後、コロニーの後ろにいるアリがその上を歩きます。
ただし、それだけではありません。ブリッジにはトレードオフが伴います。アリのコロニーがその経路の V 字型の隙間に来ると想像してください。コロニーはギャップを完全に一周したくはありません — それには時間がかかりすぎます — しかし、コロニーが移動しなければならない距離を最小限に抑えるギャップの最も広い部分に橋を架けることもありません。軍アリが常に距離を最小化する橋を架けるとは限らないという事実は、彼らの無意識の計算に別の要因があることを示唆しています。
「生態学では、このようなものを見ると、通常、費用対効果のトレードオフがあることを意味します」と Garnier 氏は言います。 「あなたは理解しようとしています:利益は何か、費用はいくらか?」
生態学者は、その代償は、橋に閉じ込められたアリが採餌などの他の作業に利用できなくなることだと考えています。行進中のいつでも、コロニーは 40 から 50 の橋を維持している可能性があり、橋ごとに最少で 1 つ、最大で 50 のアリがいます。 2015 年の論文で、Garnier と彼の同僚は、コロニーの最大 20% が一度にブリッジに閉じ込められる可能性があると計算しました。この時点で、より短いルートは、より長い橋を作るために必要な余分なアリの価値がありません.
もちろん、個々のアリは、コロニーの仲間の何人がギャップをしっかりと保持しているかを知りません.ここで 2 番目のルールが有効になります。個々のアリは「ブリッジング」アルゴリズムを実行するため、踏みつけられることに敏感になります。背中の交通量が一定のレベルを超えると、一定の位置に留まりますが、一定のしきい値を下回ると、おそらく他のアリが橋の建設に専念しているため、フリーズが解除され、行進に再び参加します.
この新しい論文は、2014 年にパナマのジャングルで軍用アリを使って実施された実験から生まれました。これらの観察に基づいて、研究者はアリの歩行に対する感受性を定量化し、コロニーがいつ障害物を橋渡しするかを予測するモデルを作成しました。ある意味で、回ったほうがいいと判断します。
「私たちは、アリの環境の形状を考慮して、アリがどれだけ近道をするかを予測できるかどうかを調べようとしています」と Garnier 氏は述べています。
Evolution は、外出先で橋を構築するための適切なアルゴリズムを軍隊のアリに装備しているように見えます。単純なロボットの群れを構築しようとしている研究者たちは、安価な機械で同様の偉業を実行できるようにする命令を今も探しています。彼らが取り組まなければならない課題の 1 つは、バッテリーが切れがちなスウォーム ボットを人間が製造するよりも、自然がアリをより確実に低コストで作ることです。 2 つ目は、単純な 2 つの規則よりも多くの支配的なアーミー アリの行動が存在する可能性が非常に高いということです。
「私たちは軍アリを単純なものと表現していますが、彼らが何をしているのかさえ理解していません。はい、それらは単純ですが、人々が考えるほど単純ではないかもしれません」とハーバード大学の研究者で群れロボティクスに取り組んでいる Melvin Gauci は言いました。
