Природа вновь доказала свою эффективность как конструктор, неоднократно показывая, как муравьиная командная работа значительно лучше человеческой.
«Часто предполагается, что командная работа повышает производительность группы, особенно при выполнении физических задач. Однако и у людей, и у животных, работающих в команде, усилия, прилагаемые каждым участником, могут фактически уменьшаться по мере роста численности команды», — написали исследователи в статье, недавно опубликованной в журнале Current Biology. Это явление называется эффектом Рингельмана.
Эколог-этолог из Университета Маккуори Маделин Стюардсон и её команда решили выяснить, затрагивает ли эффект Рингельмана и муравьёв-ткачей (Oecophylla smaragdina). Этот древесный вид муравьёв обитает в Африке, Азии и Австралии, где они строят свои лиственные гнёзда, собираясь в цепочку, чтобы передавать листья.
Поведенческий эколог Университета Маккуори Крис Рейд проанализировал, как колонии муравьёв-ткачей взаимодействуют при строительстве гнёзд.
Измерение силы, прикладываемой муравьиными командами
Чтобы измерить силу, прикладываемую муравьиными командами в процессе строительства, Стюардсон и её коллеги изучили, как муравьи-ткачи тянут искусственное листочек, прикреплённое к динамометру. Команда задокументировала, что «муравьи разделили свою работу на две задачи: некоторые активно тянут, в то время как другие действуют как якоря, сохраняя эту силу тяги», — объяснила Стюардсон в заявлении. Муравьи в передней части цепочки тянут, а те, что сзади, сохраняют силу.
В своей недавно разработанной теории «силового храповика» команда считает, что такая организация позволяет муравьям вносить больший индивидуальный вклад по мере роста численности команды. Храповик — это инструмент или деталь машины, которая обеспечивает движение только в одном направлении.
«Каждая отдельная муравьиная особь почти удвоила свою силу тяги по мере увеличения численности команды — они действительно становятся лучше в совместной работе по мере увеличения группы», — сказала Стюардсон.
«Более длинные цепочки муравьёв имеют большее сцепление с землёй, чем одиночные муравьи, поэтому они могут лучше противостоять силе вытягивания листа назад», — добавил Дэвид Лабонте, соавтор исследования и биоинженер из Имперского колледжа Лондона. «Длинные цепочки эффективно сохраняют силу тяги отдельных муравьёв за счёт трения — вместе команда, похоже, работает как храповик».
Значение открытия
Возможно, вам интересно, какой смысл имеет это открытие, помимо того, что оно заставляет нас задуматься о наших собственных навыках командной работы. Ответ — роботы.
На данный момент отдельные роботы в командах могут производить столько же силы, сколько и при работе в одиночку (что, кстати, всё равно делает их лучше в этом виде работы, чем людей). Но теория силового храповика, основанная на поведении муравьёв-ткачей, может вдохновить на создание ещё более эффективных команд роботов.
«Программирование роботов для использования вдохновлённых муравьями стратегий сотрудничества, таких как силовой храповик, может позволить командам автономных роботов работать вместе более эффективно, достигая большего, чем сумма их индивидуальных усилий», — заключил соавтор и поведенческий эколог Университета Маккуори Крис Рейд.