Международная команда ученых измерила, с какой силой работают муравьи-портные в маленьких и больших группах. Оказалось, что по мере расширения команды насекомые начинают больше стараться и увеличивают силу, с которой тянут груз. Каждый участник группы почти вдвое усиливает свой вклад — в отличии от человеческих команд, где индивидуальный вклад падает по мере роста группы. Такой принцип может лечь в основу алгоритмов для автономных роботов. Исследование опубликовано в журнале Current Biology.
В человеческих командах часто срабатывает эффект Рингельмана — чем больше людей участвует в деле, тем меньше каждый старается. Этот феномен описал французский инженер Макс Рингельман в 1913 году: он измерил, с какой силой студенты тянут канат, и обнаружил, что индивидуальный вклад падает, когда к команде присоединяются новые участники.
Международная команда ученых решила выяснить, возникает ли похожий эффект у муравьев-портных (Oecophylla smaragdina), обитающих в Африке, Азии и Австралии. В лаборатории исследователи разместили искусственный лист, подключенный к измерителям силы. Колонии муравьев перемещали этот лист совместно. Команда заметила, что часть насекомых активно тянет материал, а другие становятся «якорями» — фиксируются и помогают накопить тяговое усилие. По словам авторов, при увеличении цепочки каждый муравей почти удваивал силу тяги.
Чтобы объяснить этот эффект, ученые предложили модель «силового храповика». Задние муравьи в цепочке растягивают тело, за счет чего сопротивляются и сохраняют силу натяжения, а передние продолжают тянуть. Такая комбинация позволяет всей группе действовать как единый механизм. Чем длиннее цепочка, тем устойчивее она к обратному натяжению листа. В результате каждая особь в большой группе работает эффективнее, чем в маленькой, что абсолютно противоположно человеческому эффекту Рингельмана.
В будущем принцип работы муравьиных цепочек можно использовать в робототехнике. Сейчас устройства проявляют одинаковую силу независимо от размера команды.
«Программирование роботов на основе стратегий сотрудничества, вдохновленных муравьями, может позволить командам автономных устройств работать вместе более эффективно», — рассказал Крис Рейд, соавтор исследования из Университета Маккуори, Австралия.