Об уменьшении пробок в больших городах – слово за муравьями

Социальное поведение муравьев всегда вызывало особый интерес у ученых. Активная часть жизни муравья, как типичного представителя высоко организованных социальных животных, состоит из непрерывного потока принимаемых сиюминутных решений, в контексте взаимодействия с меняющейся средой, в том числе, с ее социальными составляющими: внутрисемейными, внутри- и межвидовыми отношениями. Очевидно, что накопление индивидуального опыта является важной компонентой поведения многих видов муравьев. Вопрос о разнообразии форм обучения и о пределах когнитивных возможностей у муравьев является актуальным и мало исследованным.

В новом исследовании кубинских ученых результаты наблюдения за муравьями помогут в разрешении некоторых сложных технических проблем.

Эрнесто Альтшулер (Ernesto Altshuler) и его коллеги из Гаванского университета опубликовали статью, в которой изложена методика изучения коллективного поведения муравьев с помощью простой оптической схемы, использующей в качестве источника светоизлучающий диод, который светит в ближнем инфракрасном диапазоне спектра (максимум излучения расположен на 850 нанометрах). В качестве датчика был использован фототранзистор, пиковая чувствительность которого также приходится на указанный выше спектральный диапазон.

Источник и приемник излучения расположены на одной линии на внутренней поверхности цилиндра с зеркальными стенками. В результате чего формируется своеобразная световая завеса цилиндрической формы. Оптическую систему размещали у входа в муравейник, где обитают бибихагуас - муравьи-листорезы, встречающиеся только на Кубе и нигде более.

Когда муравей пересекает световую завесу, генерируется сигнал, который учитывается счетчиком событий. Устройство оснащено сложной электроникой с очень низким уровнем шумов, малым энергопотреблением и методиками обработки данных, которые позволяют отсекать истинные события от случайных. Истинным событием в данном случае принято считать, например, пересечение муравьем границы, а случайным - изменения в окружающей среде.

Основным параметром в ходе исследования была активность муравьев, которая определялась числом срабатываний оптического датчика при пересечении границы (вход или выход из муравейника) за определенный период времени. По-видимому, впервые этот показатель удалось измерить количественно и с большой точностью, и, что очень важно, удалось измерить активность муравьев в ночные часы.

Ученые сделали предварительные выводы из своих исследований. Ночью в муравейнике наблюдается постоянная активность с определенной периодичностью, а днем она практически исчезает. Наиболее интересные интервалы наблюдения - это спад и нарастание активности.

Исследователи обнаружили примеры коллективного поведения, которое можно рассматривать как появление разумного поведения, при том что поведение отдельных особей подчиняется простейшим инстинктам. Была сделана попытка описания этих явлений с точки зрения теории самоорганизации и других научных концепций.

В настоящее время кубинские ученые изучают пути перемещения муравьев к своему жилищу. Движение муравьев по этим тропинкам бывает очень интенсивным, и ученые рассчитывают создать модели, которые помогут и в решении сложных проблем с движением людей и автомобилей в больших городах.

Василий Попов