Цікаві факти

Вчені виявили мурашиний інтернет

Вчені виявили мурашиний інтернет


Біологи і фахівці в області обчислювальних систем із Стенфорда, виявили, що поведінка мурашок-женців, які добувають продовольство, схоже з протоколами, контролюючими трафік в Інтернет.

На перший погляд, між мурахами та Інтернетом немає нічого спільного. Але Стенфордський дослідники з'ясували, що мурахи-женці вирішують питання про кількість висланих на пошуки їжі робітників, приблизно так само, як Інтернет-протоколи визначають ширину каналу передачі даних. Дослідники назвали цей феномен «Антернет» (від англ. ant - мурашка).


Протокол управління передачею " або ТСР - це алгоритм, який контролює доставку інформації в Інтернет. При передачі даних з джерела, А до адресата, файл розбивається на пакети. Коли отримує черговий пакет, надсилає підтвердження до А, що пакет доставлений.


Цей механізм зворотного зв'язку, що дозволяє TCP уникати інформаційних заторів: якщо підтвердження повертається повільніше, ніж було доставлено, то це служить індикатором малої ширини каналу і джерело уповільнює швидкість пересилання даних. Якщо підтвердження приходять швидко, то джерело збільшує швидкість пересилання. Цей процес дозволяє визначити пропускну здатність одержувача та оптимізувати згідно з нею швидкість передачі.


Виявилося, що Бородаті мурахи-женці (Pogonomyrmex barbatus) ведуть себе так само при пошуку їжі. Вчені з'ясували, що кількість висланих на пошуки їжі окремих робітників, корелює з кількістю доступної їжі.


Мурахи не повертаються в мурашник до тих пір, поки не знайдуть їжу. Якщо зерен багато, то робітники повертаються швидше і кількість висланих за їжею мурах збільшується. Але якщо мурахи починають повертатися повільніше, то кількість висланих робочих зменшується або навіть зводиться до нуля.


Комп'ютерний експерт з Стенфорда, Баладжи Прабхакар, написав алгоритм, який прогнозує поведінку мурах в залежності від кількості доступної їжі (ширина каналу). Виявилося, що цей схожий з TCP алгоритм, майже дзеркально відображає поведінку мурах в ході експериментів.


Крім цього з'ясувалося, що поведінка мурашок збігається ще з двома фазами TCP. Перша - Фаза експоненціального зростання або Повільний старт, коли джерело збільшує кількість відсилаються байтів до тих пір, поки отримує відповідь.


Інший протокол, під назвою тайм-аут, вступає в силу при перешкодах або обриви зв'язку, і перериває відсилання пакетів. Аналогічно, коли робітники не повертаються в мурашник довше 20 хвилин, то наступна партія робітників не надсилається.


На думку вчених, подальші дослідження колоній мурашок, можуть дозволити вдосконалити наші мережеві технології.


Як розповіла біолог Дэбора Гордон, існує 11000 видів мурах, які живуть у найрізноманітніших умовах і стикаються з усіма існуючими екологічними проблемами. «Мурахи еволюційно навчилися вирішувати такі проблеми, які ми могли не врахувати, що може стати в нагоді в комп'ютерних системах».


«Алгоритми мурах відточуються до найпростіших, розподілених і масштабованих - ті якості, які потрібні в наших розподілених системах», - сказала вона. «Я вважаю, що по мірі вивчення поведінки мурах, ми будемо робити корисні знахідки для впровадження в мережні алгоритми».