Mrówki wiedzą lepiej jak uniknąć korków

Swobodny przepływ samochodów staje się niestabilny wraz ze wzrostem ich liczby na autostradzie. Przy kilkunastu pojazdach na kilometr na jednym pasie wystarczy, że jeden kierowca naciśnie hamulec, by spowodować zator, który utrzyma się przez dłuższy czas. „To jak przejście fazowe”, podobne do przejścia cieczy w ciało stałe, mówi Katsuhiro Nishinari, fizyk matematyczny z Uniwersytetu Tokijskiego, który bada te zjawiska.

Wcześniejsze badania Nishinariego wykazały, że mrówki zbierające pożywienie potrafią utrzymać płynność ruchu nawet przy dużym zagęszczeniu. W czym tkwi sekret? W niedawnym badaniu opublikowanym w „Transportation Research Interdisciplinary Perspectives” naukowcy obserwowali mrówki Ochetellus na ścieżkach żerowania i analizowali ich ruch za pomocą modeli inżynierii ruchu.

Okazało się, że mrówki unikają korków, ponieważ poruszają się w grupach liczących od trzech do 20 osobników, ze stałą prędkością, z zachowaniem odpowiednich odstępów i nie przyspieszając, by wyprzedzić towarzyszy.

Ludzie w godzinach szczytu raczej nie stosują tych zasad. „Maksymalizujemy indywidualne korzyści, co powoduje, że w pewnym momencie zaczyna tworzyć się korek” – mówi współautor badania Nicola Pugno, specjalista od inżynierii zrównoważonego rozwoju z Università degli Studi di Trento we Włoszech. Jednak autonomiczne pojazdy, jeśli kiedyś staną się powszechne, mogłyby być zaprogramowane tak, by ze sobą współpracować.

W jednej z wizji przyszłości autonomiczne samochody mogłyby wymieniać informacje z pobliskimi pojazdami, by zoptymalizować ruch – na przykład poprzez utrzymywanie stałej prędkości i odstępów albo rezygnację z wyprzedzania.

Taki system pojazdów przypominałby zachowanie wędrujących mrówek, które koordynują się za pomocą zapachu. „Nie ma przywódcy”, ale mimo to organizacja wyłania się sama, mówi Noa Pinter-Wollman, badaczka zachowania mrówek z University od California w Los Angeles. Zarówno w ruchu mrówek, jak i pojazdów taki zdecentralizowany system może być „bardzo, bardzo odporny” – dodaje Nishinari. (Ani Nishinari, ani Pinter-Wollman nie brali udziału w nowym badaniu).

Nie można jednak zapominać, że mrówki potrafią robić rzeczy, których samochody – nawet autonomiczne – nie mogą, zauważa Pinter-Wollman. Mrówki mogą tworzyć ścieżki tak szerokie, jakich potrzebują, podczas gdy kierowcy są ograniczeni do pasów autostrady. Owady czasami blokują się w tunelach, ale wtedy „zaczynają iść po suficie”, mówi. Co więcej, w przeciwieństwie do aut, mrówki nie wpadają w kolizje – mogą po prostu przejść jedna po drugiej.

Dzisiejsi kierowcy powinni nauczyć się od mrówek przynajmniej jednej rzeczy, by unikać korków, mówi Nishinari: nie należy jechać zbyt blisko poprzedzającego pojazdu. Zachowanie odstępu pozwala „zaabsorbować” falę hamowania w gęstym ruchu, która w przeciwnym razie mogłaby przerodzić się w pełnowymiarowy „fantomowy” korek bez wyraźnej przyczyny. „Zapewnić płynność ruchu może po prostu trzymanie dystansu” – mówi.

Dziękujemy, że jesteś z nami. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża wyselekcjonowane badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.