0001しじみ ★
2018/03/01(木) 08:41:43.77ID:CAP_USER大量の群れが軍隊のように行進しながら生活することで知られています。
グンタイアリは通常では進めないような場所にアリの個体が集まって橋を架け、
群れがその上を進むという習性がありますが、グンタイアリが規則正しく橋を架けるアルゴリズムについて、
Quanta Magazineがまとめています。
The Simple Algorithm That Ants Use to Build Bridges | Quanta Magazine
https://www.quantamagazine.org/the-simple-algorithm-that-ants-use-to-build-bridges-20180226/
グンタイアリは100万匹にも及ぶ規模のコロニーを形成し、
定住する巣を持たずに餌を求めてジャングルを動き回ります。
その果てしのない行軍の中で、どうしても渡れない亀裂があったりショートカットしたい場所があったりすると、
「橋を作るためのアリ」といった役割が定められていないにもかかわらず、
グンタイアリは自らの体で橋を作ります。
軍隊アリが作る橋の様子がよくわかるムービーがこれ。
グンタイアリが持つ脳は非常に小さく、加えてほぼ盲目に近い状態であることから、
他のアリと協力して精巧な集団運動を行うことはできません。
ニュージャージー工科大学のサイモン・ガルニエ助教授は、
「グンタイアリには群れを導く指導者もいなければ、『ここに橋を建築しよう』と宣言する建築家もいません」と述べ、
グンタイアリが橋を架けるのは単純なアルゴリズムの働きによるものだとしています。
グンタイアリがどうやって橋を架けることを決定し、
実際に橋を架けているのかを解明する鍵は「アリの視点になること」だそうです。
まず、グンタイアリの進路上に亀裂や崖があった場合、亀裂に遭遇した群れの先頭付近では行進スピードが遅くなります。
しかし、後ろから歩いてくるアリたちの行進スピードは緩くならないため、それまでと同じスピードで行進し続け、
先に進めず先頭で止まっているアリたちの背中に乗り上げます。
この瞬間、グンタイアリにインプットされている2つのアルゴリズムが働きます。
まず1つ目は、「背中に乗られたグンタイアリは動きを止める」というアルゴリズム。
背中に他のアリが乗った時点で下のグンタイアリは動きを止め、橋の一部を形成します。
上に乗ったアリは下のアリの上を歩いて行きますが、すぐに先へ進めなくなります。
しかし群れの後ろからは次のアリが続々とやってきて、前方の先に進めないアリの上に乗ってくるので、
上に乗られたアリはアルゴリズムに従ってフリーズ。
これを繰り返すことでほんの少しずつ崖に橋が伸びていき、やがて反対側へ到達するというわけです。
こうして出来上がった橋の上を、後から進んでくるアリたちが踏み越えていきます。
しかし、ショートカットのために橋を架けるとき、グンタイアリは必ずしも最短距離を選択しません。
グンタイアリにはそもそも「ここに橋を架けたい」「ここが最短距離だ」と判断する脳がないため当然ですが、
ここにもう1つのアルゴリズムが働いています。
ガルニエ氏によれば、「グンタイアリはコストとメリットのトレードオフを、アルゴリズムで解決しています」とのこと。
続きはソースで
関連ソース画像
https://i.gzn.jp/img/2018/02/28/ants-build-bridge-algorithm/01_m.jpg
関連動画
Army Ant Bridge https://youtu.be/zMs-WXWV4gA
GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180228-ants-build-bridge-algorithm/
