KARINCA ALGORİTMASI


*
Algoritma
**
Algoritma, karıncaların iz ağlarını nasıl oluşturduğunu ve onardığını açıklamaktadır.
***


Meksika'nın Jalisco kentinde karışık ağaç gölgeleri boyunca koloninizin diğer karıncaları tarafından bırakılan koku izini takip ediyorsunuz ancak izin kesintiye uğradığı bir noktaya vardınız. Nereye gitmeniz gerektiğini nasıl bileceksiniz?

Stanford Üniversitesi'ndeki biyoloji profesörü Deborah Gordon, 2011'de karınca çalışmalarına başladığında bu ve diğer birçok soruyu yanıtlamayı hedeflemekteydi. Ağaçları gözleyerek - bazen yüksek noktalardan - Gordon, karıncaların hangi kavşak noktalarını seçeceğini uzun saatler boyunca not etti.

Gordon'un 29 Eylül'de American Naturalist tarafından yayınlanan çalışması, karıncaların kompleks bir bitki örtüsü labirentinde bir ağ oluşturmak, onarmak ve kısaltmak için gerekli basit algoritmaların geliştirilmesine yol açtı. Bu algoritma, diğer biyolojik işlemleri açıklayabilir veya mühendislik çözümleri sağlayabilir.

Karınca algoritması

Gordon'un çalıştığı karıncalar, orman kanopisini asla terk etmez; bunun yerine birçok yuva ve besin kaynağını birbirine bağlayan bir patika ağı boyunca sarmaşıklar, çalılar ve ağaçlar boyunca hareket ederler. Bu besin kaynaklarının yer değiştirmesi nedeniyle zaman içerisinde kısmen değişir.

Gordon bu karmaşık patikaları not etti ve yeni yiyecekler ortaya çıktığı veya dallar kırıldığında karıncaların nasıl tepki verdiğini incelemek için deneyler yaptı. Arjun Chandrasekhar ve California, San Diego Üniversitesi'ndeki Salk Biyolojik Araştırmalar Enstitüsünden Saket Navlakha ile birlikte Gordon, karıncaların iz ağını nasıl onarıp yenilediğini modellemek için elde edilen verileri analiz ettiler.

Gordon, karıncaların en az kavşak noktası içeren ağları korumaya çalıştığını söylemektedir. Evrim, karıncaları bir arada tutmaktan yana görünüyor.

Karıncalar, kısa süre önce bu kavşaktan geçen karıncalar tarafından döşenen feromonu izleyerek bir kavşakta hangi yoldan gideceğini seçer. Feromon zaman içerisinde buharlaştığı için en yakın zamanda karıncalı olan yol en çekici yoldur. Karıncaları oje ile işaretleyen Gordon, aynı karıncaların aynı patikadan geçme eğiliminde olduğunu da buldu.

İz koptuğunda ise karıncalar iz ağıyla yeniden bağlantı kurmak için basit bir yönteme sahiptirler. En yakın kavşağa geri dönüp o noktadan yeni bir yol seçerek patikanın çevresinde "açgözlü arama" olarak bilinen şeyi kullanıyorlar.

Gordon, "Birkaç düğüm geriye doğru gidildiği taktirde daha şık bir çözüme ulaşmak mümkün olsa da karıncalar, bu yöntemi asla kullanmıyorlar" dektedir. "Her zaman en yakın düğüm noktasına geri dönerler ve oradan en yakın düğüme geçerler", böylece karışık bitki örtüsü içerisinde mola alanın diğer tarafına doğru bir yol bulabilirler."

Algoritmalar, mühendislik problemlerine doğadan ilham veren, sağlam ve zarif düzeltmeleri sağlayan çözümler sunabilir. Nöron ağı ve beyindeki sinapslar gibi doğal ağlar üreten ve onaran algoritmalar, Facebook veya metro sistemleri gibi birçok mühendislik ağını tasarlamamıza ve yönlendirmemize yardımcı olabilir. Tropikal kanopideki karıncalarının yarattığı bu algoritmanın, mükemmel bir evrim geçirmişinin ortaya koyduğu çözümlerin bir başka örneğidir.

KAYNAK

https://phys.org/news/2017-10-algorithm-ants-trail-networks.html

Yorumlar