Источник: phys.org
У медоносных пчел есть матка, но она не управляет жизнью улья. Вместо этого насекомые принимают коллективные решения децентрализованно. Математики из университетов Цинциннати, Колорадо и Хьюстона с помощью теории вероятностей и компьютерного моделирования вычислили наиболее эффективную стратегию выживания таких безлидерных сообществ.
Результаты исследования, опубликованные в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, показывают, что идеальный улей держится на балансе двух групп:
«Отчаянное меньшинство» — рисковые особи, которые вылетают на поиски пищи в любую погоду.
«Осторожные большинство» — пчелы, которые остаются в безопасности и вылетают только тогда, когда условия становятся благоприятными.
Благодаря рискованным разведчикам весь улей мгновенно узнает, когда ситуация улучшается и можно безопасно возобновить массовый сбор нектара. В голодные или засушливые времена количество смельчаков естественным образом уменьшается, чтобы сохранить ресурсы колонии.
Математическое моделирование подтвердило: для эффективного распределения труда контроль не нужен. Если каждая особь действует по собственному простому алгоритму, децентрализованная группа работает так же эффективно, как и под руководством «всевидящего» менеджера.
Учёные обнаружили удивительную закономерность: большим колониям требуется пропорционально меньше разведчиков. Если сообщество увеличивается в десять раз, ему не нужно в десять раз больше смельчаков для достижения того же результата. Однако это работает только при условии, что внутри группы налажен быстрый обмен информацией.
«Красные муравьи-недельники теряют воду во время поиска пищи в пустыне. В жаркие и сухие дни они сводят выходы к минимуму, чтобы сохранить влагу, — объясняет соавтор исследования Закари Килпатрик. — Чем суровее условия, тем меньше разведчиков они отправляют».
У пчел эту роль информатора выполняет «виляющий танец», с помощью которого разведчик по возвращении подробно описывает направление, расстояние и качество найденных цветов.
Природа постоянно меняется, и животным необходимо мгновенно реагировать на эти колебания. Математические модели помогают понять законы коллективного поведения и адаптации, которые впоследствии можно использовать для настройки работы автономных робототехнических сетей или оптимизации человеческих логистических систем.
