الگوریتمی برای مسیریابی با الهام از حرکت مورچه ها
به گزارش تاسیسات نیوز، با مشاهده حرکت مورچه ها روی درختان یک جنگل گرمسیری، محققان نشان دادند چگونه بدون یک پلان، مورچه ها شبکه های خود را می سازند و حفظ می کنند و چگونه در صورت خرابی آنها را تعمیر می کنند.
محققان به تازگی از ابداع الگوریتمی ساده خبر می دهند که توضیح می دهد چگونه مورچه ها در یک ماز پیچیده گیاهی، یک شبکه را ایجاد، تعمیر و حفظ می کنند. این الگوریتم می تواند سایر فرایندهای بیولوژیک را نیز توضیح دهد یا راه حل های مهندسی ارایه کند.
مورچه های مطالعه شده هیچ وقت آشیانه جنگلی خود را رها نمی کنند و در عوض از میان مجموعه در هم پیچیده ای از درختان مو، شاخ و برگ ها و درختان در یک مدار شبکه ای که آشیانه ها و منابع غذایی زیاد را به هم پیوند می دهند حرکت می کنند. از آنجایی که این منابع غذایی می آیند و می روند، آشیانه ها هم ناپدید می شوند و شاخه ها می شکنند و مدارها کمی تغییر می کنند.
درهر گره، اگر مورچه دیگری اخیراً آنجا نبوده که رد مواد شیمیایی به جا بگذارد مورچه ها گم می شوند. پس فرایند مداومی وجود دارد که شبکه با کوتاه ترین مسیر ایجاد نمی کند، بلکه شبکه ای با کمترین تقاطع می سازد که مورچه ها مجبور به تصمیم گیری نباشند و اشتباه نروند. به نظر می رسد تحول و تکامل در جهت نگه داشتن مورچه ها در کنار هم در یک شبکه است.
مورچه ها با دنبال کردن فرمون به جامانده توسط مورچه هایی که اخیرا از مسیر گذشته اند راه را پیدا می کنند. فرمون تبخیر می شود، پس مسیری که به تازگی مورچه های زیادی داشته جذاب ترین است. با نشانه گذاری مورچه ها با پولیش سوزنی، محققان دریافتند همان مورچه ها مایلند در امتداد همان مسیر حرکت کنند.
اگر مسیر شکسته شود، آنها یک پلان ساده برای اتصال دوباره به شبکه دارند. آنها از «جستجوی حریصانه» اطراف محل استفاده می کنند و به نزدیک ترین اتصال بر می گردند و مسیر جدیدی از آن نقطه انتخاب می کنند.
حتی اگر به نظر ما یک مسیر تمیزتر با چند گره عقب تر رفتن وجود داشته باشد، آنها هیچ وقت آن را انتخاب نمی کنند. آنها همیشه درست به عقب به سمت نزدیک ترین گره به شکستگی بر می گردند و از آنجا به سمت نزدیک ترین گره می روند. از انجایی که پوشش گیاهی بسیار متراکم است، آنها می توانند راهی به سمت دیگر شکستگی پیدا کنند.
الگوریتم ها می توانند راه حل های الهام گرفته از طبیعت برای مشکلات مهندسی پیدا کنند که به نسخه های قوی و عالی بیانجامد.
الگوریتم هایی که شبکه های طبیعی مثل شبکه های نرون ها و سیناپس های آنها در مغز را تولید و تعمیر می کنند، به طراحی و ردیابی انواع مختلف شبکه های مهندسی مثل سیستم های فیس بوک یا مترو کمک می کنند. این الگوریتم که توسط مورچه ها در محیط های گرمسیری ایجاد شده نمونه دیگری از یک راه حل تکامل یافته عالی است.
انتهای خبر