Formiche robotiche e geometria dei network

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L’uso della robotica per studiare pattern comportamentali presenti in natura diviene ogni giorno più frequente. Se Cesare si ispirava alle formiche leone per le sue trappole, adesso la creazione meccanica umana è impiegata per comprendere meglio il comportamento di diverse specie di formiche. In un recente studio, degli scienziati francesi e americani si sono chiesti perché in caso di biforcazioni asimmetriche in un network di gallerie le formiche Argentine scegliessero la via che deviava di meno dalla direzione di provenienza, cosa che unita alle tracce feromoniche aumenta, collettivamente, la probabilità di selezionare il percorso più breve tra nido e fonte di cibo. L’ipotesi degli scienziati, afferenti al CNRS francese e al New Jersey Institute of Technology, era che ciò fosse risultato di un’interazione tra il comportamento delle formiche e la geometria del network, ossia che nessuna computazione dell’angolo fosse coinvolta. Per testare ciò, si sono serviti di micro-robot Alice (forniti dall’EPLF) costruiti per eseguire comportamenti in grado di mimare quelli delle formiche (con tracce luminose atte a simulare quelle feromoniche): i robot adottavano un comportamento esplorativo simile a quello descritto per le formiche e seguivano le tracce luminose in caso ne trovassero.

La simulazione in un network di gallerie che riproduceva quelli costruiti dalle formiche ha confermato l’ipotesi: nessuna programmazione e computazione centralizzata era richiesta per la selezione del percorso, e la correlazione tra robot e formiche si rivela significativa. 220px-Legged_robotSe è vero che dimostrare la possibilità di una cosa non significa provarne la verità, constatando il debole sistema visivo delle formiche Argentine e la loro rapidità suggeriscono che tale complessa selezione non risulta da una computazione della geometria dell’angolo ma è appunto suggerita dall’ambiente, in modo “passivo”. Al di là della constatazione che una navigazione e ricerca di cibo efficienti possono essere ottenute dalle formiche con minime abilità cognitive, secondo l’autore principale Simon Garnier la ricerca sottolinea come la geometria delle reti di trasporto giochi un ruolo critico nel flusso delle informazioni e dei materiali, tanto nella società delle formiche quanto, aggiunge, in quella umana.

Mauro Bruno
Fonte: Simon Garnier, Maud Combe, Christian Jost, Guy Theraulaz. Do Ants Need to Estimate the Geometrical Properties of Trail Bifurcations to Find an Efficient Route? A Swarm Robotics Test Bed. PLoS Computational Biology, 2013; 9 (3): e1002903 DOI: 10.1371/journal.pcbi.1002903

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