网易首页 > 新闻中心 > 探索新闻 > 正文

研究蚂蚁觅食有助优化互联网 蚁群觅食寻求最优

0
分享至
核心提示:一个中德科研小组正在研究如何把蚂蚁觅食策略用在人类的各种网络中,帮助分析和优化互联网。

科技日报讯 蚂蚁能想出解决复杂问题的策略,这种能力已被广泛用于最优化技术中。生物学家发现,一只蚂蚁在觅食时走的路径是随机的,但蚂蚁们的集体觅食行为就超越了随机性,在某个点开始从混沌变得有序,其自组织效率之高令人吃惊,也成为数学研究的对象。

据物理学家组织网近日报道,一个中德科研小组正在研究如何把蚂蚁觅食策略用在人类的各种网络中,帮助分析和优化互联网。相关论文发表在最近出版的美国《国家科学院学报》上。“蚂蚁都有家,它们要把食物带回家,需要一些类似于策略的方法。”论文第一作者、中国北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室信息安全中心的李向利(音译)说,“迄今为止人们极大地低估了这种因素,而它决定了蚂蚁的行为。”

研究小组考虑了有关蚂蚁觅食的几乎所有情况,用这些因素构建方程和算法,然后输入计算机。他们假设蚁群的觅食活动分为三个阶段:最初,侦查蚁以一种看似随意的方式四处寻找,累了返回巢穴吃东西和休息。当其中一只蚂蚁发现了食物,它会带一小片回巢,并留下气味踪迹,其中含有一种叫做信息素的物质。其它蚂蚁沿着气味踪迹寻找,找到食物后也带一些回巢。但这种指示是很弱的,气味踪迹里的信息素很少,但蚂蚁数量很多,它们走不同的路去觅食、回巢,再次留下气味踪迹——最终会形成一条最优化的路径。

信息素会挥发,所以气味越强的地方路径越短,就有越多的蚂蚁选这条最短的路,留下更多气味标记——这形成了一种有效率的自强化效应,让蚂蚁在群体觅食行动中浪费的时间和精力比单独觅食要少得多。

研究人员还发现,对蚁群的成功觅食来说,单个蚂蚁的经验也功不可没。这是以往研究中忽略的地方。老年蚁对巢穴周围环境更加熟悉,而年轻蚁需要一个学习的过程,因此找到食物的效率较低。

“虽然单个蚂蚁并不聪明,但它们的集体行为可称得上是极具智慧。”论文合著者、波茨坦气候影响研究所跨学科概念与方法研究负责人的尤根·柯斯说,“自组织原理来自鱼群,但‘归巢’行为让科学家更多地研究蚂蚁。蚂蚁集体形成了一种高效复杂网络,这是许多自然和社会系统中都存在的。”

所以,通过研究蚂蚁开发出的数学方法不仅适用于多种其它动物,只要这种动物有集体的家而它们会回家,如信天翁;还有助于从新的视角来研究人类在网络服务演进、智能运输系统等类似领域的行为模式。(来源:科技日报 记者 常丽君)

相关推荐
热点推荐
48岁婆婆出轨,公公带全家7口人捉奸,破门见到“小三”儿媳懵了

48岁婆婆出轨,公公带全家7口人捉奸,破门见到“小三”儿媳懵了

过往烟窗
2022-01-25 09:39:38
安徽通报两起交通事故,7人死亡

安徽通报两起交通事故,7人死亡

安青传媒
2022-01-27 19:36:15
河南拾荒老头养大弃婴,为报父恩关掉公司带父全国游,被央视点赞

河南拾荒老头养大弃婴,为报父恩关掉公司带父全国游,被央视点赞

世界人物传奇
2022-01-26 11:29:35
51岁村霸强奸64岁大妈被拘怒斥:她一天换几次衣服刺激我想和我好

51岁村霸强奸64岁大妈被拘怒斥:她一天换几次衣服刺激我想和我好

七月生活情感驿站
2022-01-26 14:32:52
王来春:从富士康厂妹到百亿富婆,赚了1800亿,大方分哥哥900亿

王来春:从富士康厂妹到百亿富婆,赚了1800亿,大方分哥哥900亿

鬼谷子思维
2022-01-27 17:46:30
东北灵车司机:接过2000具遗体,唯有一种尸体不敢接,无法释怀

东北灵车司机:接过2000具遗体,唯有一种尸体不敢接,无法释怀

玉兔捣药
2022-01-27 12:18:42
网友晒和《雪中悍刀行》演员合影,最美不是青鸟,而是戏份少的她

网友晒和《雪中悍刀行》演员合影,最美不是青鸟,而是戏份少的她

缘木不求娱
2022-01-27 19:25:24
续命突破!美科学家发现:冥想90天或年轻20岁,端粒长度拉伸30%

续命突破!美科学家发现:冥想90天或年轻20岁,端粒长度拉伸30%

胸心外科Lion医生
2022-01-27 17:37:50
我酸了!深圳男子抽中365天带薪假期,可直接折算成20万元

我酸了!深圳男子抽中365天带薪假期,可直接折算成20万元

雷科技
2022-01-27 18:29:13
贵阳业主买车位,却遭邻居强占+恐吓?当事人:对方开6、7辆车来堵门

贵阳业主买车位,却遭邻居强占+恐吓?当事人:对方开6、7辆车来堵门

北青网-北京青年报
2022-01-27 08:07:15
0-2脆败!国足0射正,全场被动挨打:7场5分,世界杯梦碎了

0-2脆败!国足0射正,全场被动挨打:7场5分,世界杯梦碎了

叶青足球世界
2022-01-27 19:53:00
安徽光棍兄弟收养弃婴,一人留守一人赚奶粉钱,多年后女婴成教师

安徽光棍兄弟收养弃婴,一人留守一人赚奶粉钱,多年后女婴成教师

孤风婉史
2022-01-27 17:15:16
“床”一旦发现这些现象,千千万万要避开,小心家败人亡!

“床”一旦发现这些现象,千千万万要避开,小心家败人亡!

你的家
2022-01-27 20:04:53
女孩睡楼梯+冬天公厕冷水洗脸+摆摊给28岁男友送28件礼物

女孩睡楼梯+冬天公厕冷水洗脸+摆摊给28岁男友送28件礼物

魔都囡
2022-01-27 04:20:06
王振华被查!程小武被查!

王振华被查!程小武被查!

微宿州
2022-01-27 17:52:14
美媒:北京首次采用一种类似美国强大的“二级制裁”

美媒:北京首次采用一种类似美国强大的“二级制裁”

环球时报新闻
2022-01-27 10:08:53
八旬老太逼儿子儿媳上交工资,搞得儿子妻离子散:这下你满意了?

八旬老太逼儿子儿媳上交工资,搞得儿子妻离子散:这下你满意了?

米粥的阅读时光
2022-01-26 23:34:39
刘学州遗体已火化,亲生父母并未到达现场,生前画面曝光惹人泪目

刘学州遗体已火化,亲生父母并未到达现场,生前画面曝光惹人泪目

巫小娱
2022-01-27 18:11:36
最后的清算?被剥夺两大终身主席职务,哈国老总统输得一败涂地

最后的清算?被剥夺两大终身主席职务,哈国老总统输得一败涂地

鹰眼防务
2022-01-27 17:41:59
比恒大更劲爆的雷,炸了

比恒大更劲爆的雷,炸了

互联网思维深度精选
2022-01-27 02:41:22
2022-01-27 22:06:44

头条要闻

中方可能试图先于美国打捞美坠毁战机残骸?外交部回应

头条要闻

中方可能试图先于美国打捞美坠毁战机残骸?外交部回应

体育要闻

没有奇迹,国足冲击世界杯之旅接近终点

娱乐要闻

白百何与儿子合影像姐弟

财经要闻

科技要闻

腾讯员工因高强度加班怒怼管理层,干得漂亮

汽车要闻

丰田全新一代红杉官图 更威猛也更有科技感了

态度原创

游戏
本地
手机
时尚
公开课

Steam爆款《游戏王:大师决斗》今日上线手机双平台

本地新闻

请随我来 陈若轩带你走进中国林都伊春

手机要闻

网易数码2021年度好物评选榜单出炉啦!

十年前的纯爱CP,终于官宣了?

公开课

高中生打赏主播55万,母亲:退学去打工还债

进入关怀模式
×