Slime Mold Beats Humans Bij Perfecting Traffic Networks

{h1}

Omdat de beste stadsplanners over de hele wereld de files niet hebben kunnen beëindigen, zijn wetenschappers op zoek naar een nieuwe groep experts: slijmzwam.

Omdat de beste stadsplanners over de hele wereld de files niet hebben kunnen beëindigen, zijn wetenschappers op zoek naar een nieuwe groep experts: slijmzwam.

Dat klopt, een soort gelatineachtige amoebe zou stedenbouwkundigen kunnen helpen betere wegsystemen te ontwerpen om verkeerscongestie te verminderen, zo bleek uit een nieuwe studie.

Een team van onderzoekers bestudeerde de slijmzwamspecies Physarum polycephalum en ontdekte dat terwijl het groeit, het zich verbindt met verspreide voedselkruimels in een ontwerp dat bijna identiek is aan het spoorwegsysteem van Tokyo.

Slijmzwam is een schimmelachtig eencellig dier dat kan groeien in een netwerk van gekoppelde aderen, zich uitspreidt over een oppervlak als een web. De vorm breidt zich uit door zijn kernen te verdelen in meer en meer kernen, hoewel ze allemaal technisch zijn ingesloten in een grote cel.

"Sommige organismen groeien in de vorm van een onderling verbonden netwerk als onderdeel van hun normale foerageerstrategie om nieuwe hulpbronnen te ontdekken en te exploiteren", schreven de onderzoekers in een paper gepubliceerd in het 22 januari nummer van het tijdschrift Science. Slijmzwam is geëvolueerd om op de meest efficiënte manier te groeien om zijn toegang tot voedingsstoffen te maximaliseren.

"[Het] kan het kortste pad door een doolhof vinden of verschillende arrays van voedselbronnen op een efficiënte manier verbinden met een lage totale lengte, maar toch een korte gemiddelde minimumafstand tussen paren voedselbronnen", schreven de wetenschappers onder leiding van Atsushi Tero uit Hokkaido Universiteit in Japan.

Om te testen of slime-mold-netwerken zich gedragen als trein- en autoverkeernetwerken, plaatsten de onderzoekers havervlokken op verschillende plekken op een nat oppervlak, zodat de resulterende lay-out overeenkwam met de steden rondom Tokio. Ze voegden zelfs delen van fel licht toe (wat slijmschimmel de neiging heeft te vermijden) om overeen te komen met bergen of andere geologische kenmerken die de treinen zouden moeten besturen.

De wetenschappers lieten de schimmel zich organiseren en zich rondom deze voedingsstoffen verspreiden, en ontdekten dat het een patroon bouwde dat erg veel leek op het echte treinsysteem dat die steden in Tokyo met elkaar verbond. En in sommige opzichten was de amoebe-oplossing efficiënter. Bovendien bouwde de slijmvorm zijn netwerk zonder een controlecentrum dat de hele onderneming kon overzien en leiden; het versterkte eerder routes die werkten en elimineerde overtollige kanalen, paste zich constant aan en stelde zich in voor maximale efficiëntie.

Om te profiteren van wat natuur en evolutie millennia hebben geperfectioneerd, gaven de onderzoekers informatie over de voedings- en groeipatronen van de slijmzwam in een computermodel en hopen ze het te gebruiken om efficiëntere en adaptievere transportnetwerken te ontwerpen.

"Het model legt de basisdynamiek vast van netwerkaanpassing door interactie van lokale regels, en produceert netwerken met eigenschappen die vergelijkbaar of beter zijn dan die van echte infrastructuurnetwerken," Wolfgang Marwan van Otto von Guericke University in Duitsland, die niet betrokken was bij het project, schreef in een begeleidend essay in hetzelfde nummer van Science.

"Het werk van Tero en collega's biedt een fascinerend en overtuigend voorbeeld dat biologisch geïnspireerde zuivere wiskundige modellen kunnen leiden tot compleet nieuwe, zeer efficiënte algoritmen die technische systemen kunnen voorzien van essentiële kenmerken van levende systemen."

  • 10 technologieën die je live zullen transformeren
  • De wetenschap van verkeersopstoppingen
  • Video: vliegende auto's

Video Supplement: Those Who Walk Away... | Critical Role RPG Show Episode 45.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com