Ученые из Швейцарии, Бельгии и Франции изготовили маленьких роботов-тараканов, способных «общаться» с живыми тараканами и влиять на их поведение. Роботы пахнут по-тараканьи и адекватно реагируют на поведение своих живых товарищей. Если запрограммировать роботов на выбор худшего из двух укрытий, то группа, состоящая из 12 тараканов и 4 роботов, в итоге может вся целиком оказаться в плохом укрытии, хотя без роботов тараканы почти всегда выбирают хорошее.
Общественный образ жизни и сложное социальное поведение характерны для огромного множества живых существ — от бактерий до человека включительно. Одной из высших форм социального поведения считается коллективное принятие решений (например, когда весь коллектив должен выбрать один из двух взаимоисключающих вариантов поведения). Такая форма коллективной самоорганизации особенно распространена у членистоногих (в первую очередь, у общественных насекомых) и позвоночных.
В настоящее время специалисты по робототехнике активно используют сведения, полученные биологами при изучении поведения общественных животных, в разработке многокомпонентных самоорганизующихся систем — «коллективов» слаженно функционирующих роботов. Для самоорганизации необходимо, чтобы животные (или роботы) при принятии решения учитывали наряду с другой поступающей извне информацией также и данные о поведении товарищей.
Весьма интересным направлением исследований является создание роботов, способных «входить в доверие» к животным, внедряться в их коллективы и влиять на их поведение. Широкую известность приобрели эксперименты с роботами-пчелами, которые внесли огромный вклад в расшифровку языка пчелиных танцев (см. об этих исследованиях в статье Ж. И. Резниковой «Язык животных: подходы, результаты, перспективы...»). Впрочем, искусственные пчелы в этих экспериментах не были полноправными членами пчелиного коллектива. Они могли передавать информацию живым пчелам, но сами не реагировали на их поведение (действия робота полностью программировались человеком).
Искусственные тараканы, созданные большой группой европейских ученых — этологов и робототехников, — хотя внешне и не очень похожи на свой шестиногий прототип, в плане поведения представляют собой намного более точную имитацию живого насекомого.
Роботы имеют такую же длину тела, что и тараканы, и двигаются с такой же скоростью. Они отличают убежище (см. рисунок) от открытого освещенного пространства и способны оценить степень затененности. Кроме того, они чувствуют близость других тараканов и роботов, и это влияет на их поведение.
Алгоритм поведения тараканов в экспериментальной установке довольно прост. Сначала они хаотически бегают по всему тазику — исследуют обстановку. На этом этапе поведение их не является коллективным, оно не зависит от действий других насекомых, если не считать того, что тараканы все-таки чуют друг друга и избегают лобовых столкновений. Найдя одно из двух укрытий, таракан прячется там и какое-то время отдыхает, причем продолжительность отдыха зависит от двух параметров:
1) от затененности, то есть от «качества» убежища (тараканы предпочитают отдыхать там, где потемнее);
2) от присутствия товарищей: чем больше в убежище других тараканов, тем меньше вероятность, что в следующий момент времени данный таракан сорвется с места и помчится на поиски лучшей доли. Таким образом, чем больше в убежище тараканов, тем привлекательнее оно для их товарищей.
Этих простых правил оказывается вполне достаточно для того, чтобы в системе произошла самоорганизация, которая в данном случае заключается в том, что все тараканы в конце концов оказываются в одном убежище.
Роботов запрограммировали на точно такое же поведение. Сначала они рыщут по тазику в поисках убежища, стараясь не врезаться в других тараканов и роботов. Найдя убежище, они прячутся там, причем время «отдыха» зависит от тех же факторов, что и у живых тараканов, то есть от затененности и от количества товарищей. Правда, в отличие от живых тараканов, которые всегда предпочитают густую тень, роботов можно запрограммировать на предпочтение менее затененного убежища.
Чтобы тараканы приняли роботов за своих, форма тела не важна, но огромное значение имеет запах. В ходе предварительных экспериментов исследователи выяснили, какие именно вещества составляют основу той запаховой «визитной карточки», по которой тараканы идентифицируют друг друга. Этими веществами оказались определенные углеводороды, имеющиеся на поверхности тела тараканов. Экспериментаторы научились смывать эти вещества с тараканов при помощи специальных растворителей. Каждого робота заворачивали в фильтровальную бумажку, пропитанную тараканьим запахом в необходимой концентрации (чтобы на каждый квадратный миллиметр поверхности робота приходилось столько же пахучих веществ, сколько их имеется на теле живых тараканов). Этого оказалось достаточно, чтобы тараканы отнеслись к роботам с полным доверием и приняли их в свой коллектив.
В первой серии экспериментов роботы были запрограммированы на предпочтение темного убежища. Оказалось, что в этом случае смешанные группы из 12 тараканов и 4 роботов «самоорганизуются», «принимают коллективные решения» и вообще ведут себя совершенно так же, как и контрольные группы, состоявшие из 16 тараканов без роботов. Сидящие в убежище роботы и тараканы были в одинаковой степени «привлекательны» друг для друга. Таким образом, тараканы действительно принимали роботов за своих.
Это позволило ученым перейти ко второй серии экспериментов, целью которой было доказать, что роботы могут управлять коллективным поведением животных. Роботов запрограммировали на предпочтение менее затененного убежища. Теперь между поведением контрольных и смешанных групп выявились четкие различия. Контрольные группы из 16 тараканов выбирали светлое убежище только в 23% случаев. Смешанные группы из 12 тараканов и 4 роботов выбирали его гораздо чаще. В 61% случаев тараканы послушно шли за роботами в менее качественное убежище. Вот что значит стадный инстинкт!
Впрочем, всё было по-честному: в роботах ведь тоже было заложено уважение к мнению коллектива, и в остальных 39% случаев роботы в итоге оказывались вместе с шестиногими друзьями в темном убежище, хотя им самим больше нравилось светлое. Иногда выбор того или иного убежища инициировался роботами, иногда — тараканами. Важно, что роботы в этих экспериментах не были просто механизмами для управления поведением животных (как это было, например, в случае с роботами-пчелами, которые своим танцем направляли живых пчел в ту или иную сторону). Роботы участвовали в принятии коллективного решения наравне с живыми тараканами. В этом состоит главное отличие данного исследования от предыдущих опытов по внедрению роботов в коллективы животных.
Значение данной работы, конечно, не в том, что теперь можно при помощи роботов заманивать тараканов в ловушки (хотя, конечно, это тоже интересная мысль). Фактически, люди получают новый мощный инструмент воздействия на поведение больших групп животных.
В заключительной части статьи авторы выражают надежду, что в недалеком будущем подобные методы можно будет применять и к позвоночным. При помощи программируемых роботов, внедряемых в коллективы животных, можно будет решать самые разные проблемы — от научных до экономических и природоохранных.
Источник: J. Halloy et al. Social Integration of Robots into Groups of Cockroaches to Control Self-Organized Choices // Science. 2007. V. 318. P. 1155–1158.
После некоторого затишья, когда мы начали постепенно забывать, как выглядят тараканы, эти насекомые вернулись. Причем их стало заметно больше.
Основным фактором снижения численности тараканов за последние 10-15 лет послужило появление хим. препаратов на основе инсектицидов второго поколения. Сегодня эти вещества стали малоэффективными – у насекомых появилась к ним устойчивость. Как основные причины распространения тараканов отмечают массовую миграцию населения, плохо упакованные продукты питания, товары в коробках и контейнерах, с купленной бытовой электроникой и мебелью. В Москве и Подмосковье ситуация достаточно сложная и жалобы на тараканов поступают массово. Почти половина вызовов на дезинсекцию квартир и нежилого фонда приходится на травлю тараканов. Тараканы способны к быстрой и массовой миграции – если в доме появляется хотя бы одна неблагополучная квартира, то месяца через три насекомые распространяются повсеместно.
▻Травить тараканов своими силами или обращаться к профессионалам? Бытовые средства для травли тараканов отличаются от профессиональных инсектицидов, тем, что их действие специально ослаблено в целях безопасности. Самостоятельная травля тараканов редко приводит к ожидаемым результатам, поэтому профессионалы рекомендуют обращаться в специализированные службы дезинсекции насекомых.
▻Как происходит? Аэрозольная дезинсекция горячим или холодным туманом – основной способ травли тараканов, применяемый службой дезинфекции. Используются специальные препараты промышленной серии с хорошими результатами: из 15 – 20 квартир необходимость в повторной обработке от тараканов возникает в одном-двух случаях.
▻ Как выбрать? В своем выборе следует учитывать, что эффективную обработку и дезинфекцию современными методами проводят профессиональные службы по дезинсекции насекомых, обладающие квалификацией для безопасной обработки от насекомых с применением профессионального оборудования и дез. средств промышленной серии. Обработка квартиры от насекомых методом аэрозольной фумигации – технологичный и высокоэффективный метод современной дезинсекции
Услуги по уничтожение тараканов в обойдутся совсем недорого. Цены по уничтожению тараканов в квартире являются ниже средних по району. Мы производим дезинсекцию и уничтожение тараканов в квартире, в загородном доме, в магазине, в столовой, ресторане, кафе, в складских помещениях, на пищевых производствах, в парикмахерских, в офисе. По заявке с сайта или телефону наши специалисты из Центра Дезинфекции "Санобработка" прибудут на объект в согласованное время, исследуют помещение, выявят очаги заражения и пути миграции насекомых, проведут добросовестную обработку современными методами и средствами для дезинсекции жилых помещений. Профессиональная обработка от тараканов на вашем объекте производится в согласованные сроки, по Договору-гарантии и в соответствие с правилами по СанПиН 3.5.2.1376-03 для дезинсекции тараканов. Уничтожение тараканов с гарантией лучшей цены! Не откладывайте возможность заказать услугу по обработке от клопов уже сейчас!