}

Inurritegitik ordenagailuetara

2001/02/04 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia


Tentsio handiko egoera bada ere, inurritegian ez dago eztabaidarik. Nola edo hala, janari bila abiatu behar da. Han urrutian azukre-mendixkak daude, baina bidea ez da batere erraza. Bertaratzeko, errekatxoa gainditu behar da. Eskerrak zubia dagoela. Baina zubiak "Y" irregular baten itxura du. Adar bat bestea baino lau aldiz luzeagoa da, gutxienez, eta inurriek badakite ez dutela azukre nahikoa jasoko bide motzenetik joaten ez badira.


Horrelako arazoak inurritegietan ez ezik, gizakion makromunduan ere askotan sortzen dira. Nola egin daiteke biderik motzena modu eraginkor batean? Zientzialari batzuek pentsatzeari utzi diote eta benetako inurriei begira jarri dira. Irtenbide polita aurkitu dute.


Bide zuzenena ezagutu gabe, inurri guztiak batera abiatzen dira. Banako bakoitzak, bere intuizioak gidatuta, nahi duen tokitik egingo du aurrera. Horrela, behintzat bide guzti-guztiak jorratuko dira, baita egokiena eta okerrena ere. Inurrien estrategia bide hoberena markatzea da, memento batetik aurrera garraiolari guztiek erabil dezaten. Bidea markatzeko feromonak (konposatu kimikoak) isurtzen dituzte bidegurutzeetan. Hasiera batean bide guztiak markatuko dituzte, noski. Nola jakin zein da hoberena?
Bide motzenetik joan direnek azukrea hartu eta etxerako bidea besteak baino azkarrago egiten dute. Bide hori, beraz, bi aldiz markatuko duten lehenak izango dira. Atzetik datozenek bide markatuena jarraitu besterik ez dute joan-etorria azkarrago egiteko. Lehen "esploratzaileek" itzultzeraren arazoaren soluzioa aurkitu dute. Ez da ideia txarra.


Laborategian bueltaka


Metodoa aztertzeko, zientzialariek inurritegiak laborategira eraman dituzte eta bide artifizial ezberdinekin saio asko egin dituzte. Hala eta guztiz ere, metodoak batzuetan huts egiten du. Izan ere, arrakasta ziurra lortu ahal izateko, biderik luzeenak gutxienez besteak baino bi aldiz luzeagoa izan behar du. Berdintsuak baldin badira, inurriek ez dute beti ondo erabakiko. Gainera, kasualitatez bide luzeena markatuta gelditzen bada, kolonia osoak ontzat hartuko du.


Zientzialariek beste proba-mota bat asmatu dute. Inurriei biderik motzena lehen esplorazioak bukatu arte ezkutatzen zaie. Kasu horretan inurriek bide luzeena markatzen dute eta behin betikotzat hartzen dute. Zientzalariek bide motzagoa aurkeztu arren, inurriek dute jokabidea aldatzen.


Baina bada kontuan hartu beharreko beste gauza bat ere. Isuritako seinale kimikoek ez dute betiko irauten, feromonak lurrundu egiten baitira. Lurruntze azkarra gertatzen denean koloniak janarirako bidea maiz eguneratu behar du. Horrelakoetan zaila da bide luzeak etengabe markatuta izatea eta pixkanaka bide motzena aukeratzen da. Proba hori naturan ere estrategia erabilgarria da, jokalekuaren itxurak aldaketa ugari izan dezakeelako.


Inurri teorikoak


Inurri-kolonien estrategiaren zuzeneko aplikazioa saltzailearen arazo ezaguna da. Saltzaileak hainbat hiritan saldu behar du bere produktua. Autoan sartu orduko bidaia ondo antolatu behar du, zein hiri bisitatuko duen hasieran, handik nora joango den eta hiri beretik bi aldiz pasatu gabe bidaia nola osatuko duen, alegia. Bidaiaren azken baldintza hasierako hirian bukatu behar duela da.


Ordenagailuko inurriek bidaia bana diseinatzen dute, hartutako bidegurutzeetan feromona zibernetikoak isurita. Bidaia osatzeko, inurriek gurutzeetan gehien markatutako norabidea aukeratzeko joera dute. Horrela, pixkanaka eraginkorrak ez diren aukerak baztertu egiten dira. Gainera, gurutzetan utzitako feromonak desagerrarazten ditu ordenagailuak, ahalegin kaskarrak kasualitatez indar ez daitezen.


Programa informatiko batzuek, soluzio bat igartzen hasten denean, hasierako baldintzak aldatu eta saio gehiago egiten dute. Ondorioz, oso metodo azkarrak eta lehiakorrak lortu izan dira horrelako problemak aztertzeko. Izan ere, programa horiek etengabe aldatzen diren sistemetan ere baliagarriak dira. Nahiz eta soluzio baztergarri batekoa izan, gurutzeetako norabide guztiek feromona-maila txiki bat, behintzat, izaten dute. Horretan datza metodologiaren egokitze-ahalmena.


Bizitza errealean aplikazio nabarmenak ditu inurrien metodoak. Adibidez, italieraz egiten den Suitzako eskualdean gasolina garraiatzen duten kamioiei nondik norakoa adierazteko erabiltzen da eta, oro har, garraiobideekin zerikusia duten arazoak tratatzeko da egokia.


Inurrien beste trikimailuak


Bide motzenaren bilaketa erabiltzeko ezaugarri egokiak dituzten arazo erreal asko daude. Gainera, ordenagailuetako hizkuntzara itzultzeko modukoak dira. Hala ere, zenbait kasutan huts egiten du metodologia horrek, batez ere aukerak berdintsuak direnean. Mota horretako metodoen oinarria bilaketa estatistikoa da. Esate baterako, ikusitako metodoan feromonen kontzentrazioen estatistika erabiltzen da.


Baina bizitza errealean ezustekoak sortzen dira. Azter ditzagun berriz janaria ekartzen ari diren inurriak. Bide motzena aurkitu dute eta lanean ari dira modu eraginkorrean. Baina, bat-batean, ekaitza hasi da eta euriak bide motzena arriskutsu bilakatu du. Zerutik eroritako ur-tanta bakoitzak inurri pare bat hil dezake. Babesik gabeko aldean daudenak gelditu egin dira eta sekulako nahaspiloa dago. Atzeko inurriek bultzaka hasi dira eta baten bat hasieran baztertutako bidea jorratzen ari da.


Denbora pasa ahala, bide luzeena babestua denez, feromonak ugaritu dira eta koloniak bide hori hobetsi du. Egokitu egin da estrategia. Ateri dagoenean, berriz, biderik motzenera joko dute inurri gehienek. Ez al dauka egoerak trafikoaren arazoen itxura bera?


Bideratze-sistema horren sareko gurutzeetara banako bakoitzak eramaten duen informazioa du baliabide nagusia. Bakoitzaren eskarmentua ekarpen txikia da, baina joera orokorraren isla da. Zirkulazioaren kasuan bada ere, feromonen lurruntzea kontuan hartzea ezinbestekoa da. Bestela, informazioa zaharkituta gelditzeko arriskua dago.
Estrategia-mota hori hirietako zirkulazioaren kontrolerako oso baliagarria suertatzen da. Gurutzeetan jasotzen den informazioa hondatuta egon litekeela ere kontuan hartzen duten algoritmoak erabiltzen dira. Eta zirkulazioa ez ezik, sare informatikoetako informazioaren garraioa kudeatzeko oso sistema egokiak dira.

Insektu sozialak, denerako eredu


Inurriak, erleak eta liztorrak dira, besteak beste, zientzialarien laborategietan aztertzen diren intsektuak. Egitura sozialak ez ezik, hainbat lan egiteko antolamendu oso interesgarriak eta gizakiek aplika ditzaketeenak dira. Jarraian, adibide batzuk deskribatzen dira.


Eginkizunen banaketak lan erraza dirudi. Intsektu-kolonietan espezializatutako banakoak egoten dira, lan bat edo beste egiten adituak direnak. Espezializazio-maila, ordea, ez da banako guztietan berdina. Dena dela, noizean behin krisialdiak sortzen dira eta langile-mota zehatz baten premia izaten dute. Kasu horietan, langile edo langile-talde batek betebeharra aldatzen du eta beste zerbaitetan hasten da. Intsektu baten erantzuna, bere espezializazio-mailaren eta beharraren araberakoa da. Jokaera hori eredu bihurtzeak asko lagun dezake eginkizun bat baino gehiago egiteko gai diren makinak dituzten lantegietan.


Aztertzea merezi izan duen beste sistema bat Leptothorax unifasciatus inurriek ondorengoa ordenatzeko erabiltzen dutena da. Koloniako arrautzak eta mikrolarbak gordelekuaren erdian daude, oso ordenatuta eta trinko metaturik. Larbak zenbat eta handiagoak izan, gero eta kanpoaldetik gertuago kokatzen dituzte. Handienak, beraz, kanpotik gertuenak izaten dira. Krisalidak baldin badaude, tamaina handiko eta ertaineko larben artean egoten dira.


Zientzialariek ordenatze-sistema eredu gisa hartu dute. Inurri batek larba jaso eta inguruan daudenen tamainaren arabera uzten du. Horrela, larba handi bat larba handiak dauden tokian utziko dute. Zientzialarien ustetan, datuen kudeaketan erabil daitekeen eredua da.


Kolonien antolamenduak robot txikien multzo handien kontrolerako balio dezake. Hain zuzen ere, garraio kooperatiboa suertatu da erabilgarria. Banako batek zerbait eraman ezin duenean, kideen laguntza eska dezake denen artean eraman ahal izateko.

Gara-ko Natura gehigarrian argitaratua

Gai honi buruzko eduki gehiago

Elhuyarrek garatutako teknologia