Что социальные насекомые могут научить нас об устойчивой инфраструктуре

Несчастные случаи, стихийные бедствия и случайные или целенаправленные нападения могут нанести ущерб человеческой инфраструктуре. Наши транспортные сети, сети поставок и сети связи увеличиваются и становятся все более сложными по мере роста нашего населения.

Как защитить эти сети от становятся уязвимыми и не удается? Социальные насекомые могут дать некоторое вдохновение.

Социальные насекомые, такие как муравьи, пчелы и осы, живут на общем месте гнезда. Oни:

  • работать вместе, чтобы поднять приятелей гнезд;

  • есть один (или несколько) «королев»;

  • есть плодородные самки (королевы), которые производят всех матросов; а также

    графика подписки внутри себя

  • имеют перекрывающиеся поколения, причем молодые и старые люди живут вместе.

Каждый человек в гнезде ведет себя немного как нейрон в мозге. Они взаимодействуют и реагируют на поведение ближайших соседей, живущих в гнезде. Это социальное поведение может привести к впечатляющим подвигам, таким как термиты, строящие крупные курганы или муравьи, работающие вместе, чтобы образовать мосты или плоты.

Он также обеспечивает гнездо с определенной устойчивостью при столкновении с нарушениями. Работая вместе, небольшой отказ может быть исправлен до того, как он станет большим провалом. Это называется коллективным поведением. Это видно по многим видам, включая насекомых, рыб, птиц и людей.

Мы уже можем проводить параллели между обществами людей и социальных насекомых. Но дальнейшее изучение коллективного поведения имеет последствия для математики, физики и робототехники. Это может помочь нам разработать лучшую, более устойчивую инфраструктуру.

Способствующие факторы

Два фактора, которые приводят к устойчивости социальных насекомых, - это децентрализованный контроль, избыточность и поведение при переключении на работу.

В обществах насекомых нет лидера и нет плана. Этот децентрализованный контроль означает, что каждый человек по существу заменяется, что позволяет колониям быть устойчивыми к потере отдельных лиц.

Кроме того, повреждение системы - колонии - может быть рассмотрено, как это происходит, без необходимости длительной связи с менеджерами. Человеческие системы становятся все более децентрализованными, часто благодаря использованию Интернета, но даже наши интернет-услуги становятся все более централизованными.

Подумайте об упорядоченном характере Google. Он обеспечивает не только поисковую систему, но и службу электронной почты, календарь и документы Google - среди других служб. Гораздо проще и удобнее управлять жизнью в Интернете через единый централизованный сервис. Однако, если какой-либо аспект Google будет искажен через онлайн-атаку, каскадные сбои через систему могут привести к сбою доступа ко многим из этих сервисов.

Несмотря на то, что фраза «занята как пчела», многие колонии социальных насекомых фактически поддерживают большое количество кажущихся «ленивыми» людей, которые не работают. Эти люди, известные как избыточные люди или неактивные работники, действуют как защитная сетка, которая позволяет гнезду быстро реагировать на срыв - например, потеря рабочих или нападение хищника.

Насекомые также могут переключение рабочих мест в ответ на нарушение. Внутри гнезда у индивидуумов могут быть задания, в которых они специализируются. Это позволяет повысить эффективность внутри гнезда. Но во время сбоя люди могут переключать рабочие места, чтобы заполнить пробел.

Это похоже на наши службы экстренной помощи добровольцев, такие как Государственная аварийная служба (СЭС). Люди, которые добровольно работают с СЭС, обычно работают в других областях. Но, когда наступает чрезвычайная ситуация, они могут ответить и помочь решить проблему.

Возможно, более широкая профессиональная подготовка позволит людям помогать во время некоторых нарушений нашей инфраструктуры.

Как это могло бы провести уроки для людей?

Изучая коллективное поведение социальных насекомых и способы, которыми они могут оставаться устойчивыми перед лицом беспорядков, мы можем основываться на этих уроках, чтобы вдохновить развитие нашей инфраструктуры и защитить ее от крупномасштабных неудач.

Социальные насекомые разработали множество решений для различных сбоев в течение тысячелетий. Попытка экспериментировать с человеческими сетями часто невозможна и неэтична, но мы можем непосредственно экспериментировать с социальными насекомыми.

Это не означает, что социальные системы насекомых являются прокси-системами для человеческих систем, но, сравнивая многочисленные системы социальных насекомых, изучая тематические исследования человека (обычно из результатов, найденных после стихийного бедствия), и разрабатывая моделирование, мы можем начать понимать общие особенности, которые способствуют устойчивости в разных масштабах и типах нарушений.

Это также происходит в обоих направлениях. Заимствуя идеи, инструменты и концепции от стойкости работают в других дисциплинах, таких как физика, экономика и инженерия, мы можем получить более полное представление о механизме устойчивости социальной насекомости.

Вместе это может привести к более глубокому пониманию устойчивости, которая может быть применена к разработке лучшей инфраструктуры человека.

Об авторе

БеседаMiddleton elizaЭлиза Миддлтон, постдокторант по энтомологии и комплексному управлению вредителями, Сиднейский университет. Она в большой степени заинтересована в поведенческой экологии и уделяет особое внимание коллективному поведению, коммуникации и устойчивости инфраструктуры.

Эта статья изначально была опубликована в Беседа, Прочтите оригинал статьи.

Книги по этой теме

at Внутренний рынок самовыражения и Amazon