Материалы портала «Научная Россия»

Стратегию суперкомпьютеров изобрели медузы

Стратегию суперкомпьютеров изобрели медузы
Алгоритм имитации отжига позволяет найти оптимальное решение сложной задачи за очень короткое время

Медузы-корнероты вида Rhizostoma pulmo распространены в северо-восточной Атлантике, а также в Адриатическом и Средиземном морях. Они достигают 40 см в диаметре.  Большую часть рациона корнеротов составляют планктонные организмы, которых они отцеживают из реактивной струи, возникающей при сокращении зонтика. Биолог Эндрю Рейнольдз (Andrew Reynolds) обнаружил, что охотясь,  медузы используют особые стратегии, напоминающие алгоритмы высшей математики. Об этом рассказывается в статье, опубликованной в издании Journal of the Royal Society Interface.

Медузы владеют сразу несколькими способами охоты, но преобладают из них два. Первый из них математические статистики назвали бы методом «блужданий Леви». Суть этой стратегии заключается в том, что животное совершает случайные перемещения, в процессе которых более частые короткие броски перемежаются с длинными. То есть сначала медуза ищет добычу недалеко от исходной точки своего расположения, а потом перемещается на значительное расстояние и продолжает поиски там. В каждой точке своего пути животное интенсивно ищет и отлавливает планктон. Эта стратегия распространена среди многих животных, например акул, черепах или пчёл и вполне оправдана с точки зрения эффективности. Точно так же себя ведет и человек, потерявший ключи. Поискав их в кармане и не найдя, человек переносит свои поиски в другое место, например на стол, где тоже интенсивно ищет, и так далее, пока цель не будет достигнута.

Однако самой продуктивной для медуз оказалась вторая стратегия, которая напоминает хорошо известный специалистам «алгоритм имитации отжига». Для любого математика этот алгоритм ассоциируется с суперкомпьютерами и характеризуется тем, что с его помощью можно найти оптимальное решение сложной задачи за очень короткое время.

Стратегия имитации отжига для медуз выражается в ряде предсказуемых движений в сторону наиболее плотного скопления пищи. В данном случае,  кишечнополостное совершает прыжок на произвольное расстояние, и если там нет подходящей добычи, возвращается в исходную точку, откуда делает скачок в другом направлении. В отличие от других животных, которые менее избирательны и питаются разнообразными объектами, именно такая стратегия помогает медузам находить планктон. Эндрю Рейнольдз cчитает, что объединение двух описанных стратегий, скорее всего, является ключом к успешному выживанию для такого активного потребителя планктона, как Rhizostoma pulmo.

Этот уникальный случай «компьютерного» поведения живого организма свидетельствует о том, что природа, кажется, снова победила человека в изобретательности. Остаётся только догадываться, какими достижениями математики будущего она еще оперирует сегодня.

медузы суперкомпьютеры

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий