Командная работа муравьев-ткачей – ключ к созданию эффективных роботов

Муравьи-ткачи успешно решили проблему, которая веками преследует человеческие коллективы: чем больше людей участвует в задаче, тем меньше вклад каждого отдельного участника. Новое исследование, опубликованное в журнале Current Biology, показывает, что муравьи, наоборот, начинают прилагать больше усилий по мере роста их команды.

«Каждый отдельный муравей почти удваивал свою силу тяги при увеличении размера команды – они действительно становятся лучше в совместной работе, когда группа растет», – отмечает ведущий автор исследования Мэделин Стюардсон из Университета Маккуори. Это явление прямо противоположно тому, что наблюдается у людей. Еще в 1913 году французский инженер Макс Рингельманн обнаружил, что, хотя общая сила группы при перетягивании каната растет с числом участников, вклад каждого отдельного человека падает.

Муравьи-ткачи (Oecophylla smaragdina), обитающие в тропических лесах Африки, Азии и Австралии, известны своим уникальным поведением при строительстве гнезд. Они формируют живые цепи, чтобы сгибать и сшивать листья, склеивая их шелковыми нитями, которые выделяют их личинки. Международная команда ученых решила измерить, какую силу могут приложить группы муравьев разного размера во время этого процесса. Для этого исследователи создали установку, в которой колонии муравьев тянули за искусственный лист, подключенный к динамометру.

Оказалось, что секрет их эффективности кроется в умном разделении труда. «Муравьи делят работу на две части: одни активно тянут, в то время как другие действуют как якоря, чтобы сохранять накопленное усилие», – объясняет Стюардсон. Этот механизм, названный соавтором исследования доктором Даниэле Карлессо «силовым храповиком», позволяет команде работать как единое целое. Муравьи в задней части цепи вытягиваются, чтобы противостоять силе натяжения и закрепить результат, а передние продолжают тянуть.

Длинные цепи муравьев имеют лучшее сцепление с поверхностью, чем одиночные особи, что позволяет им эффективнее противостоять сопротивлению листа. Это открытие может иметь огромное значение для робототехники. Современные роботы, работая в команде, обычно выдают не больше усилий, чем поодиночке. «Программирование роботов для использования кооперативных стратегий, подобных муравьиным, могло бы позволить командам автономных машин работать вместе гораздо эффективнее», – заключает доктор Крис Рид из Университета Маккуори. Изучение природы вновь открывает пути для технологических прорывов.