📻 Agata Skrzypczyk: Jak zrobić, żeby się nie narobić?

Popatrzmy, jak robią to mrówki

AUDIO REO. Posłuchaj tekstu na podcaście. Czyta Hubert Augustyniak.

 

 



Naukowcy przyglądają się tym małym owadom, bo mogą one rozwiązać wiele naszych problemów.

Wyniki badań naukowców z Georgia Institute of Technology (Atlanta, USA) w sierpniu obiegły cały świat. Badawcze przyglądali się zachowaniu mrówek kopiącym tunele. Panuje powszechne przekonanie, że owady te są niezwykle pracowite, dzięki czemu osiągają tak szybkie i dokładne efekty w swoich koloniach. Naukowcy odkryli jednak, że w stadach mrówek występuje zupełnie zaskakujący, nierówny podział pracy. Czyżby kluczem do efektywności była bezczynność?

Jednym z największych hitów naukowych, który stosuje się do analizowania praktycznie każdego elementu ludzkiej aktywności, stała się ostatnio biomimikra. Postrzegana jest jako najprostsze rozwiązanie większości naszych problemów oraz szansa przestawienia ludzkości na  zrównoważony rozwój. Biomimikra – słowo, które z czasem będą znać wszyscy. Podczas wielu wydarzeń towarzyszących zbliżającej się konferencji klimatycznej w San Francisco zagadnienie biomimikry będzie miało swoje ważne miejsce. Co właściwie więc znaczy to nowe, sexy słowo?

Biomimikra służy do tworzenia innowacji na podstawie strategii i wzorców opatentowanych przez naturę. Chodzi o zaadaptowanie ich do naszych produktów i procesów w taki sposób, aby produkt końcowy był równie efektywny i trwały jak to, co stworzyła matka natura.

Biomimikra to również pewne podejście etyczne, które zakłada, że środowisko naturalne jest nie tylko zasobem, ale również mentorem. Zwierzęta, rośliny, mikroby są wytrawnymi inżynierami. Mają za sobą miliardy lat badań i rozwoju, taśma produkcyjna natury przetestowała miliony prototypów i można powiedzieć, że końcowy produkt trafiający na półki jest tym idealnym. Należy więc spytać – czego możemy się nauczyć od przyrody?

Każdy owad jest inżynierem w swoim fachu. Pisaliśmy już o małym żuku dzielnie wędrującym przez pustynię w idealnie skonstruowanym pancerzyku, który zainspirował powstanie projektu Lasy na Saharze. Inny fachowiec w dziedzinie architektury – termit – zainspirował wybudowany w Zimbabwe budynek pod nazwą Eastgate Centre. Biurowiec ten ma wzorowany na kopcu termitów system wentylacji, dzięki któremu koszty chłodzenia i ogrzewania powierzchni udało się ograniczyć o 90% w porównaniu do standardowych budynków tego typu.

ciekawostki o mrówkach
Eastgate Centre, Harare, Zimbabwe, fot. David Brazier, wikimedia commons

Przy kopaniu tuneli 70% kolonii mrówek nie robi nic poza czekaniem, aż pozostałe 30% wykona swoją pracę.

Teraz naukowcy pod lupę biorą mrówki. Mrówka jest pracowitym insektem, o tym każdy wie. Wszak nawet konik polny z bajki Ezopa przekonał się o tym na własnej skórze. Naukowcy rozprawili się z tą powtarzaną od lat mądrością, dowodząc, że – owszem – mrówki są pracowite, ale ich wydajność bierze się z nierównego podziału pracy. Przy kopaniu tuneli 70% kolonii mrówek nie robi nic poza czekaniem, aż pozostałe 30% wykona swoją pracę, co według naukowców jest właśnie sukcesem wydajnego funkcjonowania tej wspólnoty.

Gdy mrówki – pod okiem naukowców – kopały wąskie tunele, co jakiś czas powstawały zatory, które mogłyby sparaliżować pracę całego stada, gdyby owady utknęły w takich drobnych przejściach. Można sobie wyobrazić podobną sytuację podczas paniki w tunelu lub przy wyjściu z sali koncertowej – wszyscy napierają w jednym kierunku i ostatecznie nie rusza się nikt. Mrówki sprytnie unikają przestojów i zapór, wracając do szerszych odcinków kopca, w których mogą zrobić sobie przerwę i poczekać, aż najbardziej zdeterminowane, pierwsze na placu boju osobniki wykonają swoją pracę. Owady mogą oszacować efektywność działań i wydatkowanej energii oraz zawrócić, jeśli im się to bardziej opłaca.

Odkrycie naukowców z Atlanty może mieć zastosowanie przy pracy… robotów.

Nie ma to jednak związku z tym, że niektóre mrówki są bardziej leniwe od innych. Wszystkie są tak samo pracowite i nierówna dystrybucja pracy wynika jedynie z logistycznych względów. Gdyby to inne osobniki były akurat przy kopaniu tuneli w czasie kryzysowej sytuacji, to one wykonywałyby większość pracy z taką samą efektywnością.

Odkrycie naukowców z Atlanty może mieć zastosowanie przy pracy… robotów, jednak nie tylko podczas kopania tuneli, ale w każdej sytuacji, w której należy udrażniać ruch. Wyobraźmy sobie zautomatyzowaną ekipę ratunkową przyjeżdżającą na miejsce wypadku w tunelu drogowym. Albo rój nanobotów wpuszczony do krwiobiegu, aby dostarczyć lek do konkretnego miejsca w ciele. W każdej takiej sytuacji sprawdza się zasada, że aby cała grupa działała efektywnie, część osobników musi zwyczajnie sobie odpuścić.

Od paru lat były również prowadzone badania nad tym, w jaki sposób mrówki organizują transport i dystrybucję dóbr wewnątrz kopca. Dyrektor pewnej firmy spożywczej w Ohio w Stanach Zjednoczonych zainspirował się systemem mrówczego przenoszenia żywności do zorganizowania łańcucha dostaw w najbardziej zrównoważony sposób, tworząc siatkę z głównym punktem odbioru w samym jej centrum.

Najciekawszym odkryciem było jednak to, że mrówki unikają korków w swoich tunelach, zwiększając prędkość poruszania się, gdy ścieżki robią się bardziej zatłoczone. Gdy liczba osobników się zwiększa, każdy z nich zaczyna poruszać się w szybszym, ale stałym tempie w linii prostej, ograniczając wykonywane manewry. Można sobie wyobrazić, jak ogromne zastosowanie zyska to odkrycie przy rozwoju pojazdów autonomicznych – i gdy na drogach będzie ich coraz więcej.

Przyglądanie się małym owadom w laboratorium może zwiększyć efektywność pracy nie tylko w robotyce, ale również w naszym życiu codziennym. Naukowcy nie podali rozwiązania na to, jak wprowadzić zasadę 30% pracuje, 70% odpoczywa w przestrzeni biurowej, ale to już jest zadanie na przyszłość dla jakiś zdolnych psychologów.



REO POLECA

Agata Skrzypczyk: Las na Saharze i żuk, co zmienia świat