درس بزرگ مورچه ها برای روبات های آینده
آتی جو: به گزارش آتی جو، هیچ تردیدی نیست که مورچه ها در کار گروهی فوق العاده اند؛ ولی اکنون و پس از بررسی های انجام شده، مشخص شد که مورچه ها دارای توانایی حیرت انگیزی در تقسیم کار در زنجیره ها هستند که همین مساله می تواند برای انسانها بشدت الهام بخش باشد.
غزال زیاری: آیا تاحالا قسمتی از یک پروژه گروهی بزرگ بوده اید؟ امکان دارد با خودتان فکر کنید که هرچه افراد بیشتری درگیر یک پروژه تیمی شوند، کار سریع تر و بهتر پیش خواهد رفت.
اما واقعیت این است که با اضافه شدن اعضاء بیشتر، کارآیی هر فرد افزایش پیدا نمی کند و حتی ثابت هم نمی ماند؛ بلکه کاهش پیدا می کند. به بیان ساده، "دست زیاد کار را سبک می کند، اما آشپز که زیاد شد، آش شور می شود."
این پدیده که به نام "اثر رینگلمن" شناخته می شود، نخستین بار در قرن نوزدهم ازطریق یک مهندس فرانسوی به نام مکس رینگلمن کشف شد. وی در یک مسابقه طناب کشی نیروی واردشده توسط دانشجویان را اندازه گیری نمود و متوجه شد هرچه افراد بیشتری به تیم اضافه شوند، گرچه مجموع نیرو بیشتر می شود اما تلاش فردی هر نفر کاهش می یابد.
این افت عملکرد به دو عامل اصلی برمی گردد: سختی هماهنگی در تیم های بزرگ و پدیده ای به نام "سستی اجتماعی"، یعنی کاهش تلاش فردی وقتی افراد در جمع احساس مسئولیت کمتری می کنند.
اما در بسیاری از گونه های جانوری (از ماهی هایی که زندگی گروهی دارند تا شیرها)، اوضاع برعکس انسان هاست و این موجودات در گروههای بزرگ همکاری موفقی دارند. اینجا این سؤال مطرح می شود که آیا این جانوران توانسته اند بر این افت کارآیی غلبه کنند؟
اگر قرار باشد تنها یک حیوان چنین قابلیتی داشته باشد، بی گمان مورچه ها هستند. در پژوهش جدیدی که در نشریه Current Biology پخش شده، دانشمندان به بررسی این مورد پرداختند که آیا مورچه های بافنده هنگام تشکیل زنجیره های کاری گرفتار اثر رینگلمن می شوند یا خیر.
کار گروهی به سبک مورچه ها
ورچه ها قهرمانان همکاری دسته جمعی هستند. آنها در گروههای میلیون نفری، با هماهنگی بی نظیری کارهای پیچیده را انجام می دهند و در بین گونه های مختلف مورچه ها، مورچه های بافنده نمونه منحصر به فردی هستند.
این مورچه ها لانه های درختی شان را با کشیدن برگ های زنده و اتصال آنها به کمک نخ های ابریشمی تولیدشده توسط لاروها می سازند. در این فرایند، مورچه ها زنجیره های کششی تشکیل می دهند؛ بدین ترتیب که هر مورچه با آرواره اش کمر مورچه جلویی را می گیرد و همگی در یک جهت می کشند.
دانشمندان در این مطالعه، برگ مصنوعی کاغذی ای را به دستگاه سنجش نیرو متصل کردند و مورچه ها را به تشکیل زنجیره برای کشیدن آن تشویق نمودند. به این ترتیب، نیروهای جمعی بصورت لحظه ای ثبت می شد.
فرضیه اولیه این بود که با افزایش تعداد مورچه ها، نیروی فردی کاهش پیدا کند. این پیشبینی برمبنای مطالعات قبلی روی گونه های دیگر همچون مورچه های آتشین بود که هنگام تشکیل توپ های چسبنده برای فرار از سیلاب ها مورد آزمایش قرار گرفتند و در آن آزمایش مشخص شد که نیروی هر یک از مورچه های آتشین در گروههای بزرگ تر، کمتر می شود.
اما برخلاف انتظار، نتایج بررسی بر روی مورچه های بافنده نشان داد که با افزایش تعداد، نه فقط نیروی کلی بیشتر شد، بلکه نیروی هر مورچه نیز افزایش پیدا کرد. بعبارت دیگر، این مورچه ها با افزایش تعداد، کارآمدتر شدند. به این علت محققان آنها را فوق کارآمد توصیف کردند.
تقسیم کار در زنجیره های مورچه ای
راز این فوق کارایی فقط اضافه شدن تعداد مورچه های بیشتر نیست. دانشمندان متوجه شدند که نحوه آرایش مورچه های بافنده در زنجیره اهمیت زیادی دارد؛ بدین ترتیب که زنجیره های بلند و یکپارچه بهترین عملکرد را داشتند.
درعین حال مشخص شد که وضعیت بدنی مورچه ها بسته به جایگاهشان متفاوت است:
مورچه های عقبی پاهای عقبی خودرا کشیده و به صورتی نقش مقاوم منفعل را ایفا می کنند. مورچه های جلویی و میانی در حالت خمیده قرار می گیرند که نشانه کشیدن فعال است.
این الگو نشان دهنده نوعی تقسیم کار در زنجیره هاست. محققان مکانیزمی را پیشنهاد کردند که آنرا "چرخ دنده نیرو" نامیدند. به باور آنها، ضعیف ترین بخش زنجیره، محل اتصال مورچه ها به زمین است و نه محل اتصال آنها به یکدیگر. مورچه های عقبی با تشکیل اصطکاک بیشتر، از لغزش جلوگیری می کنند و این امکان را به مورچه های جلویی می دهند که نیروی بیشتری ساخته و این نیرو را در طول زنجیره انتقال دهند.
وقتی بیشتر، واقعا بهتر است
این یافته ها، نوعی چالش در مقابل تصور رایج اثر رینگلمن به نظر می آید. در حقیقت، مورچه های بافنده نشان می دهند که گاهی تعداد بیشتر، نه فقط به معنای افت کارآیی نیست، بلکه امکان دارد به بازدهی فوق العاده ای منجر شود.
این کشف می تواند در حوزه های مختلفی همچون روباتیک خودکار نتایج گسترده ای داشته باشد؛ در رباتیک دسته جمعی، گروهی از روبات های کوچک و ارزان طراحی می شوند که با همکاری وظایفی را انجام دهند که فراتر از توانایی یک روبات منفرد است. اما تا به امروز عملکرد آنها تنها در حد مقیاس خطی بوده: دو برابر کردن تعداد روبات ها فقط دو برابر خروجی بوجود می آورد.
اما حالا و با الهام از مکانیزم مورچه های بافنده، میتوان روبات هایی طراحی کرد که کارآیی آنها نه فقط کاهش نیابد بلکه با افزایش تعداد، فراتر از مجموع اجزا شود. یعنی این مورچه ها نشان می دهند که گاهی در کار گروهی، شاید بیشتر واقعا بهتر باشد؛ شاید اگر مورچه ها آشپز بودند، بهترین آش دنیا را می پختند.
منبع: sciencealert
حرف آخر اینکه این پدیده که به نام اثر رینگلمن شناخته می شود، اولین بار در قرن نوزدهم ازطریق یک مهندس فرانسوی به نام مکس رینگلمن کشف شد. اینجا این سؤال مطرح می شود که آیا این جانوران توانسته اند بر این افت کارآیی غلبه کنند؟ اما تا به امروز عملکرد آنها تنها در حد مقیاس خطی بوده: دو برابر کردن تعداد ربات ها فقط دو برابر خروجی بوجود می آورد.
منبع: atijoo.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب