Между тем в природе подобная задача решается чаще, чем это можно представить, хотя, возможно, и с разной эффективностью. Шмели, собирая пыльцу и нектар, преодолевают в поисках пищи некое расстояние то есть тратят энергию. В этом случае задача заключается в том, чтобы найти кратчайший маршрут между цветами, дабы минимизировать энергозатраты на поиск пропитания. Энтомологи из (Великобритания) попробовали выяснить, чем руководствуются шмели в решении «задачи коммивояжёра». Учёные предполагали, что насекомые используют довольно простое правило: закончив обследовать один цветок, они летят к ближайшему из тех, которые ещё не посещали. Это простая тактика, не требующая особенных умственных усилий, однако она далеко не всегда выводит на самый короткий маршрут. Исследователи поставили эксперимент с восемью , которые должны были проинспектировать шесть цветов. Каждый шмель совершил 80 вылетов; все перемещения тщательным образом записывались. Оказалось, что примерно через 26 вылетов шмелям удавалось найти оптимальный маршрут и сократить путь почти вдвое с 65 до 38 метров. При этом они никак не использовали тактику посещения ближайшего «неизвестного» цветка. Исследователи полагают, что в поисках пищи насекомые идут по краю цветочной зоны, постепенно сужая круг, это более выгодно, чем летать зигзагами внутри цветочного поля. Примерно таким же образом интуитивно решают эту задачу и люди: исследования показали, что маршрут, пройденный с помощью такой тактики, может отклоняться от оптимального всего на 5%. Шмели, однако, могут модифицировать схему полёта, если среди цветов появляется что-нибудь очень привлекательное. Насекомые в первую очередь летят к самому многообещающему цветку, но и в этом случае они оценивают, насколько это нарушит наиболее экономный маршрут облёта, и, если затраты оказываются слишком велики, шмели продолжают «работать» по прежней схеме. Подробно о результатах экспериментов учёные отчитались в двух статьях, опубликованных в журналах и . По словам авторов исследования, шмели не перебирают все возможные варианты решения, что заняло бы годы, и не занимаются абстрактным теоретизированием. Правильность решения этой довольно сложной задачи зависит у них от памяти о предыдущих попытках и расположении цветов. А конечный маршрут корректируется под относительную привлекательность того или иного растения. Подготовлено по материалам .
Во время поиска пищи шмелям приходится выбирать оптимальный маршрут между цветками иными словами, им необходимо решить математическую задачу, которая порой требует помощи компьютера. Земляной шмель Bombus terrestris (фото ). Как и все общественные насекомые, шмели известны умом и сообразительностью. Они могут поддерживать в гнезде постоянную температуру, создавая яйцам и личинкам благоприятные условия; они не собирают нектар вблизи своего жилья, чтобы не привлекать хищников; наконец, шмели способны распознавать в цветках притаившихся , несмотря на их камуфляж. Сбор нектара и пыльцы ставит перед насекомыми довольно непростую математическую проблему, которая известна как « ». Суть её сводится к отысканию самого выгодного маршрута между несколькими точками. Выгодность может зависеть от разных параметров, таких как расстояние, стоимость дороги и т. д. Для решения задачи требуются недюжинные умственные усилия, а некоторые её варианты поддаются только с участием электронно-вычислительной техники.
Текст: Кирилл Стасевич |
18 августа 2011 года, 16:01 |
Шмелиная математика, или Как насекомые решают «задачу коммивояжёра»
Шмелиная математика, или Как насекомые решают «задачу коммивояжёра» - Наука и техника - Биология - Энтомология - Компьюлента
Комментариев нет:
Отправить комментарий