Необычное открытие о муравьях: как они переопределяют коллективную работу для достижения цели

Сложно представить себе, но у муравьев — все с точностью до наоборот. В отличие от людей, которые часто демонстрируют снижение индивидуального вклада при работе в команде, муравьи, объединяясь для командной работы, вносят больший вклад в общее дело. Это противоречие в эффективности коллективной работы было впервые описано французским инженером Максом Рингельманом в 1913 году.

Он измерял силу, с которой студенты тянули канат, и обнаружил, что хотя общее усилие возрастало с увеличением числа участников, индивидуальный вклад каждого отдельного человека уменьшался. Этот феномен получил название эффект Рингельмана и справедлив для любых человеческих коллективов.

Новое исследование, опубликованное в журнале Current Biology, показывает, что у муравьев-портных, представляющих собой вид Oecophylla smaragdina, формируются сверхэффективные команды, в которых индивидуальный вклад возрастает по мере увеличения группы. Эти крошечные древесные муравьи, обитающие в тропиках Африки, Азии и Австралии, известны своим эффективным коллективным трудом при строительстве гнезд.

Исследователи провели эксперименты, побуждая колонии муравьев-портных формировать тянущие цепочки для перемещения искусственного листа, присоединенного к динамометру. Целью было выяснить, как именно муравьи добиваются такой высокой эффективности в коллективной работе.

"Муравьи разделяют работу на две задачи: одни активно тянут, а другие действуют как якоря, сохраняя усилие", — объясняет поведенческий эколог из Университета Маккуори Мадлен Стьюардсон, раскрывая принцип работы муравьиных команд.

Силовой храповик: механизм работы муравьев

Результаты экспериментов послужили основой для теории "силового храповика", объясняющей этот механизм, говорит Даниэле Карлессо из Констанцского университета и Института поведения животных Макса Планка (Германия).

"Роль каждого муравья зависит от его позиции в цепочке. Особи в конце цепочки вытягивают тела, чтобы сопротивляться и накапливать силу тяги, а те, что в начале, продолжают активно тянуть", — рассказывает Даниэле Карлессо.

Длинные цепочки фактически накапливают силу тяги отдельных муравьев за счет трения — вместе команда работает как храповик".

Помимо увлекательного взгляда на природу, это открытие может помочь ученым разработать более эффективные команды роботов, полагает Крис Рид из Школы естественных наук Маккуори.

Современные роботы в командах могут выдавать только ту же силу, что и поодиночке, обеспечивая в лучшем случае линейный рост общей мощности. Муравьи показывают, что возможен гораздо больший потенциал.

"Никто не изучал применение аналогичного муравьиного метода для генерации силы в роях многоногих роботов, но мы планируем это сделать", — поделился исследователь.

Эксперименты с роботами-многоножками, которые могут лучше передвигаться по сложной местности, намекают на возможный успех.

Интересные факты о муравьях:

• В мире существует более 12 000 видов муравьев.
• Муравьи могут поднимать грузы, в 50 раз превышающие их собственный вес.
• Муравьи — одни из самых распространенных насекомых на Земле.
• В колониях муравьев существует четкое разделение труда.

Исследование муравьев-портных открывает новые возможности для понимания эффективной коллективной работы и вдохновляет на создание более эффективных команд роботов. Изучение муравьиных стратегий может помочь преодолеть человеческие ограничения и добиться гораздо большего, чем простая сумма индивидуальных усилий.