Σάββατο, 31 Μαΐου 2014

Τα μυρμήγκια επεξεργάζονται δεδομένα καλύτερα από το Google, Ant groups 'more efficient than Google' in processing data, new study finds

Όταν αναζητούν την τροφή τους τα μυρμήγκια δημιουργούν δίκτυα επεξεργασίας πληροφοριών που θα τα ζήλευε ακόμη και το GoogleAnt colonies are surprisingly efficient at forming intelligent networks that can rapidly spread information, according to a new study. Moment Select via Getty Image

Τελικά η ισχύς βρίσκεται εν τη ενώσει και αυτό το αποδεικνύουν καλύτερα από κάθε άλλον τα μυρμήγκια. Όπως ανακάλυψε νέα μελέτη, τα φιλόπονα έντομα δεν βγαίνουν νικητές στον αγώνα της επιβίωσης μόνο χάρη στην προσήλωση στο έργο τους, όπως διδάσκει ο μύθος του Αισώπου. Ένα μεγάλο όπλο για την επιτυχία τους είναι η συνεργασία των ομάδων τους η οποία έχει τέτοια συνοχή ώστε να βάζει τάξη στο χάος των πληροφοριών που αφορούν την αναζήτηση της τροφής τους με πολύπλοκα δίκτυα τα οποία θα ζήλευε και η καλύτερη μηχανή αναζήτησης. Οι στρατηγικές που χρησιμοποιούν θα μπορούσαν, σύμφωνα με τους ειδικούς, να αποτελέσουν πρότυπο για τη βελτίωση των ανθρώπινων τεχνικών επίλυσης προβλημάτων σε πολλούς τομείς.

Άτομα και κοινωνίες

Λειτουργώντας ως ομάδα δημιουργούν σύνθετα δίκτυα που βάζουν τάξη στο χάος των πληροφοριών για την αναζήτηση της τροφής τους. Chaotic? A new study claims that the while an individual ant hunting for food (pictured in this scanning electron micrograph) walks in a random way, their collective foraging behaviour changes this chaos to order and makes the more efficient than Google, experts claim.

Τα μυρμήγκια έχουν τον μεγαλύτερο εγκέφαλο από όλα τα έντομα, αυτό όμως δεν σημαίνει ότι το καθένα μόνο του είναι ιδιαίτερα έξυπνο. Όταν ωστόσο όλα τα μυρμήγκια μιας αποικίας ενώσουν τις εγκεφαλικές δυνάμεις τους κάνουν πραγματικά θαύματα, όπως ανακάλυψαν οι ερευνητές από το Ινστιτούτο Ερευνών για την Επίδραση του Κλίματος (PIK) του Πότσδαμ και το Πανεπιστήμιο του Πεκίνου. Προκειμένου να διεξαγάγουν τη μελέτη τους οι επιστήμονες συγκέντρωσαν όλες τις πληροφορίες σχετικά με τις κινήσεις μιας αποικίας μυρμηγκιών κατά την αναζήτηση της τροφής της και τις μετέτρεψαν σε αλγόριθμους και εξισώσεις. Τα αποτελέσματα που αναδείχθηκαν αποκάλυψαν «κρυφές» ως τώρα ικανότητες όχι μόνο των κοινωνιών αλλά και των μεμονωμένων εντόμων.

Οι επιστήμονες ξεχώρισαν τρία στάδια στις πολύπλοκες κινήσεις που παρατηρεί κάποιος σε μια αποικία μυρμηγκιών κατά τη διάρκεια αναζήτησης της τροφής. Αρχικά μυρμήγκια-ανιχνευτές της αποικίας βγαίνουν από τη φωλιά και τριγυρίζουν γύρω από αυτήν με έναν φαινομενικά χαοτικό τρόπο αναζητώντας τροφή ώσπου να εξαντληθούν από το «κυνήγι», οπότε γυρίζουν πίσω στη φωλιά για να φάνε και να ξεκουραστούν. Όταν ωστόσο κάποιος από τους ανιχνευτές βρει τροφή, παίρνει ένα μικρό κομματάκι από αυτήν και το πηγαίνει αμέσως στη φωλιά αφήνοντας καθ' οδόν πίσω του φερομόνες - πτητικές ενώσεις οι οποίες λειτουργούν ως «αγγελιαφόροι» που μεταδίδουν πληροφορίες.

Τάξη στο χάος και γνώση από την εμπειρία

Fast food: While single ants can appear chaotic (pictured), they quickly become part of an orderly line of ants crossing the woodland floor, thanks to pheromones laid down by 'scouting' ants to ensure that workers can carry food as efficiently as possible.

Στην περίπτωση αυτή άλλα μυρμήγκια από την αποικία αρχίζουν να ακολουθούν αυτό το ίχνος των φερομονών ώστε να φθάσουν στο σημείο όπου υπάρχει η τροφή και να κάνουν τη συγκομιδή τους φέρνοντάς την κομματάκι- κομματάκι πίσω στη φωλιά. Επειδή οι αποικίες των μυρμηγκιών είναι πολυπληθείς, τα μυρμήγκια που θα βγουν για τη συγκομιδή είναι πάρα πολλά και ακολουθούν συνήθως πολλούς διαφορετικούς δρόμους για να φθάσουν στο σημείο της τροφής και να γυρίσουν πίσω - και πάλι με έναν φαινομενικά χαοτικό τρόπο - αφήνοντας πίσω τους ξανά φερομόνες. Το χάος όμως μπαίνει σύντομα σε τάξη, αποκαλύπτοντας μάλιστα τη βέλτιστη οδό για την τροφή. Επειδή οι φερομόνες εξατμίζονται γρήγορα, η οσμή τους είναι εντονότερη όσο πιο σύντομη είναι η διαδρομή, οπότε όλο και περισσότερα μυρμήγκια ακολουθούν αυτή τη συντομότερη διαδρομή αφήνοντας πίσω τους νέες φερομόνες και ενισχύοντας έτσι ακόμη περισσότερο τη μυρωδιά.

Με τον τρόπο αυτόν, όπως σημειώνουν οι ερευνητές στο σχετικό άρθρο τους που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Proceedings of the National Academy of Sciences», τα μυρμήγκια δαπανούν πολύ λιγότερο χρόνο και ενέργεια από ό,τι αν συνέχιζαν τη συγκομιδή τους με χαοτικό τρόπο. Επιπλέον - και αυτή είναι μια σημαντική αλλά άγνωστη ως τώρα πληροφορία - οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι σημαντικό επίσης παράγοντα για την επιτυχία στην αναζήτηση τροφής αποτελεί η ατομική εμπειρία των γηραιότερων μελών της κοινωνίας. Τα μεγαλύτερα σε ηλικία μυρμήγκια φαίνεται να γνωρίζουν καλύτερα τα κατατόπια γύρω από τη φωλιά και τα πηγαίνουν καλύτερα στις «διαδρομές» ενώ, σύμφωνα με τα συμπεράσματά τους, τα νεαρότερα μέλη των αποικιών περισσότερο μάθαιναν από τη συμμετοχή τους στην αναζήτηση τροφής παρά συνέβαλλαν ουσιαστικά σε αυτήν.

Συλλογική νοημοσύνη

Better than Google? Study co-author Professor Jurgen Kurths said: 'These insects are, without doubt, more efficient than Google in processing information about their surroundings'.

Τα ευρήματα αποκαλύπτουν μια εντυπωσιακή συλλογική νοημοσύνη στις κοινωνίες των μυρμηγκιών. «Αν και ένα μεμονωμένο μυρμήγκι οπωσδήποτε δεν είναι ιδιαίτερα έξυπνο, συλλογικά τα μυρμήγκια ενεργούν με έναν τρόπο τον οποίο μπαίνω στον πειρασμό να αποκαλέσω νοήμονα» δήλωσε σε δελτίο Τύπου ο Γιούργκεν Κουρτς του PIK, εκ των επικεφαλής της μελέτης. «Η αρχή της αυτοοργάνωσης είναι γνωστή για παράδειγμα από τα κοπάδια ψαριών,  η επιστροφή τους όμως στη φωλιά είναι εκείνη που κάνει τα μυρμήγκια τόσο ενδιαφέροντα».

Η ανακάλυψη ότι τα μυρμήγκια μπορούν, μέσω μιας πολύπλοκης «δικτύωσης», να επεξεργάζονται πληροφορίες «αποδοτικότερα και από το Google», όπως τόνισαν χαρακτηριστικά οι ειδικοί, είναι βεβαίως σημαντική για τη βιολογία και την οικολογία, παράλληλα όμως ανοίγει και άλλες, ευρύτερες οδούς. Οι γερμανοί και κινέζοι επιστήμονες διεξήγαγαν τη μελέτη τους με στόχο την καλύτερη κατανόηση των θεμελιωδών μοτίβων σε μη γραμμικά φαινόμενα και θεωρούν ότι το μαθηματικό μοντέλο που ανέπτυξαν μπορεί να εφαρμοστεί όχι μόνο σε άλλα ζώα ή στον άνθρωπο αλλά και σε πολλά και διαφορετικά άλλα πεδία όπως οι υπηρεσίες δικτύου ή τα έξυπνα συστήματα μεταφορών. «Τα μυρμήγκια συλλογικά σχηματίζουν ένα υψηλής απόδοσης σύνθετο δίκτυο» εξήγησε ο κ. Κουρτς «και αυτό είναι κάτι που συναντάμε σε πολλά φυσικά και κοινωνικά συστήματα».


Εξήντα κατοικήσιμοι πλανήτες στο «απόλυτο ηλιακό σύστημα», Ultimate solar system could contain 60 Earths

Το απόλυτο ηλιακό σύστημα, ένα δυαδικό σύστημα άστρων μπορεί να διαθέτει 60 πλανήτες. The ultimate solar system: a binary star system supporting 60 habitable planets. Sean Raymond of Bordeaux Observatory in France started his game of fantasy star system with a couple of ground rules. First, the arrangement of planets must be scientifically plausible. Second, they must be gravitationally stable over billions of years: there is no point in putting planets into orbit only to watch them spiral into the sun. (Image: planetplanet.net)

Ο αστρονόμος του αστεροσκοπείου της Μπορντό Σον Ρέιμοντ σχεδίασε ένα ηλιακό σύστημα ιδανικό για την εμφάνιση ζωής το οποίο θα μπορούσε να φιλοξενεί ακόμη και 60 κατοικήσιμους πλανήτες. Αν και ένα τέτοιο σύστημα είναι αρκετά απίθανο να βρεθεί στην πράξη, οι υπολογισμοί του μπορούν να φανούν χρήσιμοι στην έρευνα για εξωπλανήτες. 

Οι αρχές στις οποίες στηρίχτηκε ο Ρέιμοντ ήταν δύο: να είναι επιστημονικά αποδεκτή η διάταξη των πλανητών και το σύστημα να είναι ευσταθές για δισεκατομμύρια χρόνια.

Ένας κόκκινος νάνος θα μπορούσε να διαθέτει 24 πλανήτες σαν τη Γη στην κατοικίσιμη ζώνη του. A red dwarf star could support 24 habitable, Earth-sized planets. (Image: planetplanet.net)

Για το λόγο αυτό ως άστρο επιλέχτηκε ένας κόκκινος νάνος, ένα αστέρι με μικρότερη μάζα από τον Ήλιο αλλά με μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και μία σταθερή κατοικήσιμη ζώνη γύρω του, μια περιοχή δηλαδή όπου το νερό υπάρχει σε υγρή μορφή.

Ο ερευνητής ξεκίνησε τη διάταξη με βραχώδεις πλανήτες όμοιους σε μέγεθος με τη Γη, οι οποίοι με τη σειρά τους έχουν και από έναν δορυφόρο (ή μικρότερο πλανήτη) αντίστοιχου μεγέθους.

Στην ίδια τροχιά επίσης, είναι δυνατόν να υπάρχει κι άλλο ένα ζεύγος πλανήτη-δορυφόρου αρκεί να έπεται 60ο, κάτι που προκύπτει από τη λύση των βαρυτικών εξισώσεων.

Στο Ηλιακό μας σύστημα, τα σημεία αυτά καταλαμβάνουν αστεροειδείς αντί για πλανήτες, οι οποίοι μάλιστα έχουν το δικό τους όνομα και ονομάζονται Τρώες: ο Δίας έχει χιλιάδες, και ακόμη και η Γη έχει έναν.

Συνολικά υπάρχουν έξι τέτοιες πιθανές τροχιές εντός της κατοικήσιμης ζώνης ενός κόκκινου νάνου, δίνοντας συνολικά 24 ουράνια σώματα που δυνητικά θα μπορούσαν να φιλοξενήσουν ζωή.

Ένα πλανητικό σύστημα με 4 αέριους γίγαντες πλανήτες θα μπορούσε να περιέχει 36 κατοικίσιμους πλανήτες. A star system with four gas giants could support 36 habitable worlds (Image: planetplanet.net)

Υπάρχει όμως κι ένα ακόμη μέρος στο οποίο μπορούν να κρύβονται τέτοια σώματα: στους αντίστοιχους με το Δία πλανήτες-γίγαντες. Αν και οι πλανήτες που αποτελούνται κατά βάση από αέρια δε θεωρείται πιθανό να είναι κατοικήσιμοι, έχουν συνήθως ένα μεγάλο αριθμό από δορυφόρους, ομοίως με την Ευρώπη και τον Εγκέλαδο, που στο Ηλιακό Σύστημα είναι πρώτης τάξεως υποψήφια σώματα για φιλοξενία ζωής.

Οι υπολογισμοί δείχνουν πως είναι δυνατό για ένα κόκκινο νάνο να συνοδεύεται από τέσσερις πλανήτες στο μέγεθος του Δία, ο καθένας με 5 φεγγάρια που να μοιάζουν με τη Γη. Συμπεριλαμβάνοντας και τους αντίστοιχους Τρώες, ο αριθμός των πιθανών κατοικήσιμων κόσμων προσαυξάνεται στους 36.

Tέλος, ο Ρέιμοντ θεωρώντας ένα δυαδικό σύστημα άστρων, δυο κόκκινοι νάνοι ο καθένας με τους δικούς του πλανήτες, τότε συνολικός αριθμός κατοικήσιμων πλανητών αυξάνεται στους 60.

Αν και ο ερευνητής παραδέχεται πως θα ήταν πολύ περίεργο η φύση να παράξει κάτι τόσο θεαματικό, κάθε επιμέρους τμήμα αυτού του «απόλυτου ηλιακού συστήματος» είναι απολύτως δυνατό και προβλέπεται από τις προσομοιώσεις, ενώ τμήματα της έρευνάς του είναι χρήσιμα για την έρευνα άλλων ηλιακών συστημάτων.