Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Муравьи помогут улучшить работу компьютерных сетей

14.08.2012 Гаджеты

Способ, при помощи которого муравьи находят малейший путь к источнику пищи, может оказаться нужным и для компьютерного поиска. Анализ поведения муравьев в изменяющемся лабиринте, где они скоро находят все новые маршруты, может поспособствовать усовершенствованию способов работы системных инженеров.

Изучение, размещённое в «Journal of Experimental Biology» («Издании экспериментальной биологии»), продемонстрировало, что, вопреки ожиданиям, аргентинские муравьи (Linepithema humile), встречая препятствие, не поворачивают назад. Вместо этого они начинают локализованный поиск с учетом изначально выбранного направления. Потому, что многие современные программы сетевого управления имитируют поисковое поведение как раз этих видов муравьев, наверное, что системным инженерам (программистам) предстоит еще многому у них поучиться.

В природе муравьи-разведчики помечают дорогу между муравейником и источником пищи феромонами. Другие жители муравейника следуют за ними, ориентируясь по этим отметкам, и усиливают их за счет собственных собственных феромонов. Но потому, что феромонам характерно неспешно испаряться, их концентрация на более долгих дорожках, где муравьи растягиваются в редкую цепочку, значительно отличается от концентрации на дорожках меньше.

А так как как раз феромоны заставляют муравьев выбирать определенный путь, долгие тропы с более не сильный концентрацией феромонов в полной мере конечно отвергаются в пользу более маленьких.

Муравьи помогут улучшить работу компьютерных сетей

Виртуальные разведчики

В действительности многие компьютерные совокупности (к примеру, те, что ведут телефонные звонки через загруженную сеть с минимальным числом соединений) уже решают проблему поиска малейшего пути посредством виртуальных «муравьев». Эти «муравьи» изучают все вероятные маршруты в совокупности и оставляют виртуальные «феромоны» на каждом из пройденных дорог.

Но такие совокупности все еще далеки от совершенства. В то время, когда виртуальные муравьи не известно почему теряют доступ к нахоженному маршруту, им приходится разворачиваться и следовать по только что пройденному пути в обратном направлении, потому, что именно на этом маршруте концентрация «феромонов» в большинстве случаев посильнее, чем на любом их других близлежащих дорог.

Я предполагал, что у аргентинских муравьев должен быть какой-то второй метод преодоления препятствий, не подразумевающий начало поиска с нуля, –  говорит один из инициаторов изучения, поведенческий биолог из Сиднейского Университета в Австралии Крис Рид.

Дабы проверить эту теорию, его коллеги и Рид предоставили муравьям решить логическую головоломку, известную как Башня Ханоя. Людская версия головоломки складывается из трех стержней с нанизанными на них кольцами различного размера. Кольца нужно уложить так, дабы самое мелкое кольцо выяснилось сверху, а самое громадное – снизу.

Наряду с этим за раз возможно перекладывать не более одного кольца, а большее кольцо не разрешается класть сверху на кольцо мельче.

Рид преобразовал разные тупиковые ситуации и варианты решения головоломки Башни Ханоя в лабиринт с 32768 вероятными дорогами, ведущими из одного финиша лабиринта в второй. Как и в Башне Ханоя, задачу возможно решить множеством различных способов (обычно, требующих много времени), и, как и в головоломке, в лабиринте имеется множество долгих и всего лишь два маленьких дороги (метода ответа).

Блокировка пути

Исследователи проводили опыт на примере 12 колоний аргентинских муравьев. Каждой группе давался час на то, дабы отыскать пищу на втором финише лабиринта. К концу этого часа примерно 83 процентов колоний применяли по крайней мере один из двух маленьких маршрутов.

На следующем этапе исследователи перекрыли маленькие дороги лабиринта и открыли для прохождения второй маршрут. К концу следующего часа практически 86 процентов вторых колоний нашли и покинули отметки на протяжении нового малейшего пути.

То, что муравьи способны решить головоломку башни Ханоя – достаточно неожиданное открытие, – говорит Саймон Робсон, биолог из университета Джеймса Кука в Таунсвилле, Австралия.

Многие виды муравьев применяют для разных целей феромоны. Для таких видов отыскать дорогу в изменяющемся лабиринте – отнюдь не неприятность. Но «До сих пор считалось, что аргентинское муравьи владеют только одной разновидностью феромонов и не могут совершить что-то подобное, – поясняет Рид.

Вопреки сомнениям ученых муравьи не возвращаются по отмеченной феромонами тропе обратно в муравейник, а начинают изучить местность и пробираться в обход заблокированного пути.

В то время, когда я в первый раз услышал о том, что вместо того, чтобы поворачивать назад, муравьи начали изучать близлежащие маршруты, поразмыслил, что это легко потрясающе, – делится впечатлениями Дэвид Брумхед, директор Центра междисциплинарного вычислительного и динамического анализа Манчестерского Университета, Англия.

Оказалось, что на протяжении поиска аргентинские муравьи применяют отнюдь не только свойства феромонов. Похоже, что у отдельных муравьев имеются одометры «и» внутренние «компасы», разрешающие им вести целенаправленный поиск, – говорит Рид. Брумхед же додаёт, что было бы весьма интересно взглянуть, сможем ли мы вынудить компьютер делать то же, что эти муравьи.

Не смотря на то, что до использования на практике открытия все еще далеко, Рид уже собирается по примеру природы оснастить виртуальных муравьев одометрами и компасами для улучшения их работы в сети при блокировки простых сетевых маршрутов.
Источник: nature.com

 

  • муравей
  • муравьи
  • сеть
  • феромон

Author: NataKon

Случайные записи:

15 способов как усилить Wi-Fi сигнал роутера


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , , ,