Муравьи-ткачи опровергли закон Рингельмана: чем больше их в цепи, тем сильнее каждый

Возможно, их подход можно применить к роям роботов.

Муравьи-ткачи, строящие гнезда в кронах деревьев, демонстрируют рост эффективности по мере увеличения количества муравьев в группе. Тем самым, говорится в новой научной работе, муравьи опровергают так называемый закон Рингельмана.

В XIX веке французский инженер Максимилиан Рингельман показал, что эффективность работы одной особи в большой группе снижается. Эксперименты с перетягиванием каната продемонстрировали: по мере увеличения числа участников суммарное усилие растет, но вклад каждого человека падает.

В лабораторном эксперименте муравьев побуждали перетаскивать искусственный бумажный лист, прикрепленный к датчику силы. Ученые ожидали увидеть падение индивидуальной эффективности при росте группы — так, например, происходит у огненных муравьев.

Результаты оказались неожиданными: не только общая сила, но и усилие отдельной особи возрастало с числом участников. Анализ показал, что ключевым фактором является организация цепи.

Муравьи выстраивались в одну длинную линию. Насекомые, находившиеся сзади, распрямляли задние ноги, увеличивая сцепление с поверхностью и предотвращая скольжение. Передние и средние участники цепи, напротив, принимали «тянущую» позу, создавая большее усилие.

По сути, отмечают исследователи, внутри группы происходило разделение ролей. Чтобы объяснить происходящее, ученые предложили модель, которую назвали силовой храповик.

Согласно модели, при одиночной работе сила муравья ограничена риском потерять опору. Но в цепи задние особи фиксируют положение, позволяя передним тянуть с большей отдачей. В итоге вся конструкция становится более эффективной, чем простая сумма индивидуальных усилий.

Ученые отмечают, что этот эффект может иметь значение не только для понимания поведения муравьев. Результаты перспективны и для инженерии — особенно в области роевой робототехники.