Iată cum furnicile ar putea rezolva problemele traficului urban

Profesorii de la Universitatea din Trento (Italia) au studiat comportamentul furnicilor pentru a înțelege modul în care aceste insecte navighează eficient, fără opriri sau întreruperi, chiar și în grupuri mari. Studiul ar putea rezolva problemele traficului urban.

Rezultatele cercetării au fost publicate recent în revista Transportation Research Interdisciplinary Perspectives.

• Este adevărat că există două locuri în lume unde poți păși direct pe mantaua Pământului?
• Test de cultură generală. Pot animalele să prezică vremea?

Marco Guerrieri, profesor specializat în infrastructură rutieră și feroviară, și Nicola Pugno, profesor de mecanica solidelor și a structurilor, au fost autorii acestui studiu. Comportamentul furnicilor a inspirat numeroase domenii științifice datorită capacității lor de a rezolva probleme complexe. În mișcare, furnicile creează rețele de trasee care prezintă asemănări cu traficul rutier de pe autostrăzi.

Cum se comportă furnicile în „trafic”?

Analizând o pistă de furnici de 30 de centimetri, adică de 100 de ori mai lungă decât corpul fiecărei furnici, și folosind algoritmi de învățare profundă pentru a urmări mișcările capturate pe înregistrări video, cercetătorii au cartografiat traiectoriile, vitezele, fluxurile și densitățile furnicilor. Rezultatele arată că furnicile adoptă strategii precum formarea de plutoane, menținerea unei viteze constante și evitarea depășirilor, pentru a preveni blocajele, chiar și la densități ridicate.

Conform lui Guerrieri, furnicile sunt una dintre puținele specii capabile să gestioneze fluxuri de trafic bidirecțional, similar drumurilor noastre, navigând fără probleme și fără ambuteiaje. El subliniază că furnicile urmează traseele marcate cu feromoni de o furnică lider, deplasându-se în grupuri compacte, cu spații mici între ele, fără a depăși.

„De la furnici care merg pe un traseu de feromoni până la vehicule care circulă pe o bandă de autostradă, principala provocare pentru toate sistemele colective este evitarea congestiei la densități mari în medii aglomerate”, au notat cercetătorii în studiu.

Insectele care ar putea rezolva problemele traficului urban

Studiul arată că furnicile rezolvă probleme complexe de trafic folosind reguli simple, auto-organizate, care nu sunt impuse extern, cum se întâmplă în traficul tradițional. Aceste reguli apar din contactul direct sau din semnale chimice între furnici, ceea ce face ca comportamentul lor să fie mai cooperativ decât cel al vehiculelor de pe drumurile convenționale.

Cercetarea aduce contribuții esențiale. Pe de o parte, deduce variabilele microscopice ale traficului din fluxurile de furnici, iar pe de altă parte analizează strategiile colective utilizate de furnici pentru a preveni congestia. Pentru a rezolva problemele traficului urban, pe baza acestor constatări, studiul propune strategii de reglementare a traficului inspirate de comportamentul furnicilor.

Astfel, Guerrieri sugerează că viitoarele sisteme de trafic pentru vehicule autonome (CAV) ar putea fi inspirate de comportamentul furnicilor. Așa cum furnicile comunică prin feromoni, vehiculele autonome ar putea utiliza tehnologii avansate de comunicare pentru a interacționa între ele și cu infrastructura rutieră, formând plutoane coordonate.

Acest lucru le-ar permite să circule la viteze mari, cu spații mici între ele, pe benzi paralele, îmbunătățind eficiența traficului și reducând emisiile de gaze.

Totuși, studiul subliniază și câteva limitări. O problemă majoră este că datele despre trafic s-au concentrat pe o singură specie de furnici, ceea ce face imposibilă generalizarea rezultatelor la toate speciile de furnici.

În plus, analiza s-a bazat pe o singură secțiune de traseu, fără curbe, intersecții sau zone de conflict între fluxurile de furnici. De asemenea, deoarece vehiculele autonome sunt tehnologii emergente, nu există încă date empirice din aplicații reale pe drumuri și autostrăzi care să sprijine concluziile studiului, notează Interesting Engineering.

Vă recomandăm să citiți și:

Un experiment sugerează că pisicile asociază cuvintele cu imagini

Cel mai complet genom de tigru tasmanian ar putea readuce la viață specia

Noi specii de broaște descoperite în Madagascar au fost numite după căpitani din Star Trek

Plantele din Europa au început să migreze spre vest din cauza poluării și a schimbărilor climatice