Вчені виявили мурашиний інтернет

Біологі і фахівці в області обчислювальних систем зі Стенфорда, виявили, що поведінка мурах-женців, які видобувають продовольство, схоже з протоколами, контролюючими трафік в Інтернет.

На перший погляд, між мурахами й Інтернетом немає нічого спільного. Але Стенфордського дослідники з'ясували, що мурашки-женці вирішують питання про кількість висилаються на пошуки їжі робітників, приблизно так само, як Інтернет-протоколи визначають ширину каналу передачі даних. Дослідники назвали цей феномен "Антернет" (від англ. Ant - мурашка).

Протокол управління передачею або TCP - це алгоритм, який контролює доставку інформаціі в Інтернет. При передачі даних з джерела А до адресата В, файл розбивається на пакети. Коли У отримує черговий пакет, то відсилає підтвердження до А, що пакет доставлений.

Етот механізм зворотного зв'язку, дозволяє TCP уникати інформаційних заторів: якщо підтвердження повертається повільніше, ніж було доставлено, то це служить індикатором малої ширини каналу і джерело уповільнює швидкість пересилання даних. Якщо підтвердження приходять швидко, то джерело збільшує швидкість пересилки. Цей процес дозволяє визначити пропускну здатність одержувача та оптимізувати відповідно до неї швидкість передачі.

Оказалось, що Бородаті мурахи-женці (Pogonomyrmex barbatus) ведуть себе так само при пошуку їжі. Вчені з'ясували, що кількість висилаються на пошуки їжі окремих робочих, корелює з кількістю доступної їжі.

Муравьі не повертаються в мурашник до тих пір, поки не знайдуть їжу. Якщо зерен багато, то робітники повертаються швидше і кількість висилаються за їжею мурах збільшується. Але якщо мурахи починають повертатися повільніше, то кількість висилаються робочих зменшується або навіть зводиться до нуля.

Компьютерний експерт зі Стенфорда, Баладжі Прабхакар, написав алгоритм, який прогнозує поведінку мурах залежно від кількості доступної їжі (ширини каналу). Виявилося, що цей схожий з TCP алгоритм, майже дзеркально відображав поведінка мурах в ході експериментів.

Помімо цього з'ясувалося, що поведінка мурах збігається ще з двома фазами TCP. Перша - Фаза експоненціального зростання або Повільний старт, коли джерело збільшує кількість відсилаються байтів до тих пір, поки отримує відповідь.

Другой протокол, під назвою тайм-аут, набирає чинності при перешкодах або обривах зв'язку, і перериває відсилання пакетів. Аналогічно, коли робітники не повертаються в мурашник довше 20 хвилин, то наступна партія робітників не відсилається.

По думку вчених, подальші дослідження колоній муравьев, можуть дозволити удосконалити наші мережеві технології.

Как розповіла біолог Дебора Гордон, існує 11 000 видів мурах, живуть в найрізноманітніших умовах і стикаються з усіма існуючими екологічними проблемами. "Мурахи еволюційно навчилися вирішувати такі проблеми, які ми могли не врахувати, що може стати в нагоді в комп'ютерних системах".

"Алгоритми мурах вигострюються до найпростіших, розподілених і масштабованих - ті якості, які потрібні в наших розподілених системах", - Сказала вона. "Я вважаю, що у міру вивчення поведінки мурах, ми будемо робити корисні знахідки для впровадження в мережеві алгоритми".

Орігінал (на англ. мовою): Engineering.stanford.edu

• Крылья птиц и летучих мышей: разные пути эволюции
• Обнаружен неожиданно крупный вид древнего млекопитающего в Патагонии
• Путешествия мамонтов связаны с самыми ранними охотничьими лагерями Аляски
• Серые рифовые акулы меняют наши представления о том, как они дышат
• У Галапагосских островов обнаружили корраловый риф
• Обнаружено фильтрующее питание, подобное китовому, у доисторического морского рептилии
• Мини-кенгуру возвращаются в Южную Австралию после исчезновения на 100 лет
• Странная акула-демон с яркими белыми глазами обнаружена у берегов Австралии