Группа муравьев решает геометрические головоломки успешнее, чем простая физическая модель. Ученые из Научно-исследовательского института Вейцмана под руководством Офера Фейнермана построили симуляцию на базе гравитации и шума. Она справилась лишь с легким I-грузом. Задачи с T, H и двумя щелями оказались ей не по зубам. Пришлось добавить в модель правила, подсказанные муравьиной механикой. Но и тогда самая сложная головоломка требовала ручной настройки. Работа опубликована в Journal of The Royal Society Interface. Об этом пишет сайт N + 1.
Один муравей не сможет пронести груз сложной формы через узкий проход, а колония делает это легко. Чем больше группа, тем лучше результат: меньше попыток и времени. Дело не в понимании геометрии, а в коллективной механике. В большой группе инерция выше, поэтому груз скользит вдоль стены, а не отскакивает. Направление постоянно меняется: лидер сменяется случайно, в больших группах чаще.
Базовая модель представляла собой силу фиксированной величины, приложенную к центру масс, плюс шум. Для I-груза этого хватило. Для T и H — нет: крутящего момента не возникало, груз упирался и застревал. Две щели модель даже не пыталась преодолеть.
Исследователи постепенно усложняли симуляцию. Сначала точку приложения силы перенесли на случайную точку периметра — появилось решение для T и частично для H. Затем добавили случайную смену точки, имитирующую смену лидера, — H покорился. Неупругие столкновения позволили грузу скользить, и T прошел через две щели. Но H сдался только после подбора частоты шума и смены лидера под эту задачу. Муравьи же адаптировались сами.
Вывод авторов: только механикой дело не объяснить. У муравьев есть коллективная когниция — самоорганизация, подстраивающая физические параметры в реальном времени. Возможно, помогает феромонный след от застрявшего груза и шум от муравьев, тянущих в разные стороны. В более ранней работе те же исследователи сравнивали людей и муравьев: люди без общения и жестов показали худший результат. Подробности — в материале «Диванные эксперты». Источник: N + 1.