Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

Текущий

2003

2002

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

22.08.2018
22:24

Физики из Китая создали самую маленькую молнию на Земле

22.08.2018
22:18

Космологи нашли первые следы черных дыр из "других Вселенных"

22.08.2018
22:01

Российские физики получили главную международную награду по теплоэнергетике

22.08.2018
21:57

Получено подтверждение присутствия льда близ полюсов Луны

22.08.2018
21:20

Астрономы определили массу «планеты-младенца» из системы Беты Живописца

22.08.2018
21:17

OSIRIS-REx приступил к финальной стадии перелета к астероиду Бенну

22.08.2018
21:12

Муравьи научили роботов не создавать пробок

    Ученые выяснили, что для увеличения скорости рытья узких туннелей в земле муравьи готовы отступить назад и переждать, пока их сородичи с частичками грунта выберутся наружу. Такая схема поведения позволяет не создавать в туннелях заторов и значительно повышает эффективность работы. Описав эту модель поведения математически, ученые запрограммировали на подобное поведение небольших роботов, что помогло увеличить скорость транспортировки грузов с помощью них. В будущем аналогичные схемы можно использовать для предотвращения пробок и на автомобильных дорогах, пишут ученые в Science.

    Часто для решения повседневных проблем ученые прибегают к физическому моделированию или поиску неожиданных научных аналогий. Типичный пример такого подхода — описание пробок на дорогах. Например, известно, что при определенной концентрации движущихся машин иногда пробки начинают возникать там, где их в принципе быть не должно. Чтобы понять, из-за чего возникают такие ситуации и как с ними бороться, физики предлагают использовать гидродинамические и статистические модели. Другие ученые предлагают следить за тем, как в условиях большой плотности ведут себя рои роботов, которые по определенном правилам двигаются по поверхности, не управляясь при этом из центра, а договариваясь между собой .

    Ученые из США и Германии под руководством Дэниэла Голдмана (Daniel I. Goldman) из Технологического института Джорджии обнаружили, что помочь в этой ситуации могут не только искусственные модели и теоретические оценки из других наук, но и наблюдение за животными, которые успешно решают аналогичные проблемы в естественной среде. В исследовании авторы работы наблюдали за колониями муравьев, которым регулярно требуется переползать из одного места в другое через довольно узкие проходы или туннели (например при строительстве муравейника).

    Ученые провели эксперимент с огненными муравьями вида Solenopsis invicta, колонии которых (численностью до 30 особей) помещали в контейнер с модельной почвой, состоящей из стеклянных частиц диаметром от 200 до 300 микрометров. В этой «почве» насекомые начинали рыть муравейник, состоящий из системы туннелей. Во время рытья муравьям нужно было все время выносить твердые частицы наружу, поэтому им приходилось постоянно меняться местами, создавая в конце туннелей пробки.

    Оказалось, что муравьи могут подстраиваться под изменяющиеся условия: если муравей видит, что дорогу к следующей порции грунта преграждают другие насекомые, то он отходит назад, давая сородичам выбраться наружу, а уже затем сам забирается в туннель. Через прозрачные стенки контейнера ученые наблюдали за тем, как растет длина этих туннелей с течением времени, раскрасив брюшко каждого из муравьев своим цветом, чтобы лучше различать насекомых между собой. Оказалось, что пропускание сородичей в узких местах позволяет ускорить коллективное рытье — копать втроем получается быстрее, чем одному.

    На самом деле, этот эффект не такой очевидный, как кажется на первый взгляд. Чтобы оценить эффективность подхода, который используют муравьи при рытье, ученые построили математическую модель, которая дает возможность активному элементу отступить назад и выждать. Эту модель ученые получили, изменив параметры распределения Лоренца, которым описывались скорости частиц, и сравнили результаты расчета с данными модели, в которой все элементы ведут себя одинаковым образом. Оказалось, что поведение с возможностью «отступить и выждать» оказывается выигрышным по сравнению с «бездумными» попытками всегда ломиться вперед. При этом второй вариант проигрывает и копанию туннелей в одиночку — именно из-за этого в узких проходах образуются пробки, из которых сложно выбраться.

    Подтверждение этим оценкам ученые обнаружили и в модельной системе, в которой несколько небольших роботов пытались перенести по узкому проходу небольшие частицы из одной части площадки в другую. Оказалось, что медленнее всего с задачей справляется группа роботов, которые в любой ситуации двигаются вперед, быстрее них частицы перетаскивает один робот, а быстрее всего это делают несколько роботов, которые готовы уступить друг другу место. Такой подход оказывается эффективнее для систем, в которых число роботов больше трех, — именно в них появляются первые пробки.

    По словам авторов исследования, в дальнейшем полученные ими данные могут использоваться для разработки моделей поведения роев роботов, позволяющих избежать образования пробок в ограниченных пространствах. А использованные математические модели могут использоваться для увеличения средней скорости дорожного движения, в том числе и с участием беспилотных автомобилей.

    Это далеко не первый раз, когда движение животных ученые используют в качестве модельной системы для исследования поведения толпы или других в пространствах с ограниченной геометрией. Например, недавно группа испанских физиков изучила, как стадо овец проходит через узкие ворота и как при этом образуются пробки. В отличие от муравьев, овцы не отступают назад, давая пройти другим, поэтому движение стада происходит рывками и прерываются периодическими остановками. Такая система может быть моделью для разработки правил эвакуации людей в чрезвычайных ситуациях.

    По информации https://nplus1.ru/news/2018/08/21/ant-traffic-jam

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

22.08.2018
21:09

Искусственная паутина догнала настоящую по механическим свойствам

22.08.2018
20:10

Выявлены признаки смерти Млечного Пути

22.08.2018
18:06

"Труднейшая задача." - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

22.08.2018
15:42

Доказана реальная опасность супервулкана в США

22.08.2018
15:20

Найдено подтверждение главного принципа Эйнштейна

22.08.2018
13:24

Обнаружены новые признаки глобальной катастрофы

22.08.2018
13:10

Исследовательский зонд InSight преодолел половину пути к Марсу

21.08.2018
16:19

Российские физики открыли новое полезное свойство сверхпроводников

21.08.2018
16:14

Создан самый износостойкий материал, известный человечеству

21.08.2018
16:09

Ученые обнаружили дыры в свете, "завязанном в узлы"

21.08.2018
15:56

В мире огромные проблемы с электричеством. Возвращаемся к ядерным реакторам?

21.08.2018
15:38

Исследование учёных МГУ поможет уточнить модели циркуляции атмосферы Земли

21.08.2018
15:30

Антинейтрино могут помочь в обнаружении ядерных испытаний

<< 501|502|503|504|505|506|507|508|509|510 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

2000-2002
Научно-популярный журнал Урания в русском переплете
(1999-200)

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList