Коллективный разум в действии. Команды муравьев превзошли искусственный интеллект в прохождении лабиринтов
Ученые из Института науки Вейцмана провели серию уникальных экспериментов, продемонстрировавших, как муравьи решают сложные геометрические головоломки , превосходя традиционные компьютерные модели.
Исследование, опубликованное в авторитетном издании Journal of the Royal Society Interface , демонстрирует прямую связь между размером группы насекомых и их способностью преодолевать запутанные препятствия.
Вдохновением для работы послужили наблюдения за тем, как муравьи транспортируют в свои гнезда добычу, значительно превышающую по размерам входное отверстие. Чтобы изучить этот процесс в контролируемых условиях, команда под руководством Офера Файнермана использовала 3D-печать для создания специальных микрообъектов с точно рассчитанной массой. Объекты вымачивали в кошачьем корме, делая их привлекательными для длинноусых безумных муравьев ( Paratrechina longicornis ), после чего размещали их возле муравейника внутри вырезанных лазером лабиринтов.
Ученые создали несколько масштабируемых версий лабиринтов, сохраняя постоянным соотношение веса груза и количества муравьев. Это позволило оценить именно уровень координации и взаимодействия, а не физическую силу насекомых. Выяснилось, что с простыми задачами одинаково хорошо справляются как малые, так и большие группы. Однако при усложнении геометрии лабиринта более многочисленные команды демонстрировали значительно более высокую эффективность по сравнению с небольшими группами.
Для объяснения полученных данных исследователи создали компьютерные симуляции, имитирующие решение задач с использованием физических сил, в частности гравитации. Выяснилось, что простые модели способны «вытряхнуть» груз лишь из несложных лабиринтов. Чтобы приблизить результаты симуляции к показателям муравьев в сложных условиях, компьютерных агентов пришлось наделить специфическими «муравьиными» свойствами — например, способностью переносить точку приложения силы или менять направление движения в зависимости от расположения следующего прохода.
Примечательно, что самим муравьям не требуется предварительная настройка под каждый конкретный лабиринт. Они действуют согласно универсальным алгоритмам коллективной адаптации, которые ученые пока лишь пытаются расшифровать. Полученные данные представляют большую ценность для дальнейшей разработки робототехнических роевых систем и алгоритмов искусственного интеллекта, а сами исследователи планируют выяснить, основывается ли эта гибкость на работе мозга отдельных особей или же является исключительно свойством всей колонии.