В Институте науки Вейцмана был проведён необычный эксперимент, в котором сравнивали способности муравьёв и людей решать коллективные задачи и правильно пользоваться знаниями физики. Участникам нужно было совместно переместить крупный объект через лабиринт, и результаты, опубликованные в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, оказались весьма неожиданными.
Муравьи и люди - редкие представители природы, способные координировать свои действия при транспортировке грузов, значительно превышающих их собственные размеры. Профессор Офер Файнерман с коллегами использовали этот факт, чтобы выяснить, какая из видов справится с задачей эффективнее. Для эксперимента учёные воспроизвели известную из робототехники задачу - так называемую "головоломку о перемещении пианино".
Эта классическая проблема робототехники и вычислительной геометрии заключается в нахождении пути для перемещения крупного объекта из точки А в точку Б в ограниченном пространстве с препятствиями. Основная трудность в том, что объект нестандартной формы и размеров, что требует тщательного планирования траектории.
Математически задача сводится к поиску пути в конфигурационном пространстве, где каждая точка отражает возможное положение и ориентацию объекта. Необходимо найти непрерывный маршрут, полностью лежащий в допустимых областях, где объект не сталкивается с препятствиями. Задача относится к классу NP-трудных и для её решения не существует быстрого алгоритма. На практике применяются эвристики, алгоритмы поиска пути (A*, RRT), методы разбиения пространства и симуляции возможных траекторий.
Но не люди, не муравьи, обычно не вдумываются в алгоритм работы робота в такой ситуации. У нас всё это подсознательно. Мы просто почему-то там думаем, что нужно пойти вот так и это будет наиболее выгодно во всех смыслах этого слова. Скорее всего где-то в подсознании есть некоторая модель, которая сформирована на обучении. При этом если предположить, что мы негласно всё-таки ищем математические подходы, то муравьи знают математику явно лучше.
В эксперименте участники должны были пронести Т-образный объект через прямоугольное пространство, разделённое на три камеры с узкими проходами.
Испытания проводились на двух типах лабиринтов - для людей и для муравьёв, а также с группами разной численности.
Муравьи работали в трёх режимах: поодиночке, в небольшой группе из семи особей и в крупной группе примерно из 80 муравьёв. Люди также выполняли задания в индивидуальном, малом и большом составе. Для точного сравнения у людей иногда ограничивали возможность общения и использовали ручки с датчиками силы, чтобы измерить усилия, прикладываемые к объекту.
Эксперимент показал, что в индивидуальном зачёте люди легко превосходили муравьёв благодаря своим когнитивным способностям. Однако в групповой работе ситуация менялась. Муравьи действовали слаженно, демонстрируя коллективную память и избегая повторения ошибок. В то же время люди, особенно когда общение было ограничено, часто принимали локально оптимальные, но неэффективные решения.
Результаты опыта подтверждают, что коллективные способности муравьёв выше, чем индивидуальные, а у людей совместная работа не всегда улучшает исход.
⚡ Ещё больше интересного в моём Telegram!
Хочется помочь проекту? Просто поставьте лайк 👍 и подписывайтесь на канал ✔️! Напишите комментарий и поделитесь статьёй с друзьями