هماهنگی بدون رهبر؛ مدل ریاضی جدید راز حرکات دسته جمعی مورچه‌ها را توضیح می‌دهد

پایگاه خبری تحلیلی انتخاب (Entekhab.ir) :

زومیت: برخورد فیزیکی مورچه‌ها پس از عبور از نقطه‌ای بحرانی، با سازوکاری شبیه گذار فاز در فیزیک، امواج فعالیت هماهنگ را در کلنی به راه می‌اندازد.

محیط داخل لانه‌ی مورچه‌ها ممکن است در نگاه اول فضایی آشفته از بدن‌های کوچکی به نظر برسد که هرکدام مستقل از دیگری حرکت می‌کنند. اما هر از گاهی اتفاقی شگفت‌انگیز رخ می‌دهد: بخش بزرگی از کلونی تقریباً هم‌زمان به حرکت درمی‌آید. این دوره‌های ناگهانی فعالیت که «انفجارهای فعالیت» نامیده می‌شوند، با دوره‌هایی از آرامش نسبی دنبال می‌شوند.

دانشمندان این انفجارهای فعالیت را با گذار فاز در سامانه‌های فیزیکی مقایسه می‌کنند و دهه‌هاست آن‌ها را مشاهده کرده‌اند؛ اما هنوز مشخص نیست تعداد زیادی مورچه چگونه می‌توانند بدون داشتن یک رهبر، حرکات خود را تا این حد هماهنگ کنند.

به‌گزارش ساینس‌آلرت، اکنون مدل ریاضی تازه‌ای نشان می‌دهد کلنی مورچه‌ها پس از عبور از آستانه‌ای بحرانی می‌تواند از وضعیت فعالیت مستقل به حالتی از فعالیت هماهنگ برسد. در این شرایط، فعالیت یک مورچه می‌تواند مانند موجی در سراسر لانه منتشر شود و مورچه‌های دیگر را نیز به حرکت وادارد. پژوهش با تمرکز بر نقش حرکت مورچه‌ها و تعامل میان آن‌ها، سازوکاری را برای شکل‌گیری فوران‌های جمعی پیشنهاد می‌کند.

سایمون گارنیه، زیست‌شناس مؤسسه فناوری نیوجرسی، می‌گوید هماهنگی کلنی به هیچ مورچه‌ی خاصی وابسته نیست و هر مورچه‌ای می‌تواند آغازگر فعالیت باشد. مایکل ناپولی، مهندس مکانیک دانشگاه نیویورک و مائوریتسیو پورفیری، مهندس سامانه‌های شهری، مدل تازه را همراه با گارنیه ابداع کردند.

ناپولی می‌گوید: «پیدایش ریتم‌های فعالیت در مدل به دو مؤلفه‌ی کلیدی وابسته است، کلنی باید به فعالیت مورچه‌ای منفرد پاسخ‌گو باشد، یعنی نسبت به سرایت اجتماعی حساس باشد و آن فرد هم باید فعالیت را بسیار سریع‌تر از مقیاس زمانی فوران‌های فعالیت گسترش دهد. این بینش چشم‌اندازی تازه برای دیگر سامانه‌های پیچیده فراهم می‌کند که رفتارهای فوران‌گونه دارند، اما پایدار نیستند. فقدان یکی از این دو مؤلفه، هماهنگی را از بین می‌برد.»

کلنی‌های مورچه‌ها شمار زیادی کارگر غیرفعال دارند، اما برخورد با یک هم‌لانه‌ای در حال حرکت می‌تواند مورچه‌ای ساکن را نیز فعال …