Hvilke sosiale insekter kan lære oss om elastisk infrastruktur

Ulykker, naturkatastrofer og tilfeldige eller målrettede angrep kan ødelegge menneskelig infrastruktur. Våre transportnett, forsyningskjeder og kommunikasjonsnett øker i størrelse og blir mer komplekse etter hvert som våre befolkninger vokser.

Hvordan beskytter vi disse nettverkene fra bli sårbar og sviktende? Sosiale insekter kan gi litt inspirasjon.

Sosiale insekter, som maur, bier og hvepe, bor i et felles nesesteder. De:

  • samarbeide for å heve hekker

  • ha en (eller noen få) "dronninger";

  • ha fruktbare kvinner (dronningene) som produserer alle hekkerne og


    innerself abonnere grafikk


  • har overlappende generasjoner, med unge og gamle personer som bor sammen.

Hver person innenfor en rede oppfører seg litt som en nevron i hjernen. De samhandler og reagerer på oppførselen til nærmeste naboer som bor i reiret. Denne sosiale oppførselen kan føre til imponerende prestasjoner, som termitter som bygger store høyder eller myrer som arbeider sammen for å danne broer eller flåter.

Det gir også reiret en viss grad av motstand når de står overfor forstyrrelser. Ved å samarbeide kan en liten svikt bli løst før det blir en stor feil. Dette kalles kollektiv oppførsel. Det er sett på tvers av mange arter, inkludert insekter, fisk, fugler og mennesker.

Vi kan allerede trekke paralleller mellom menneskelige og sosiale insektsamfunn. Men den fortsatte studiet av kollektiv oppførsel har implikasjoner i matte, fysikk og robotteknologi. Det kan hjelpe oss med å designe bedre, mer robust infrastruktur.

Bidragende faktorer

To faktorer som fører til sosial insektresistens er desentralisert kontroll, og redundans og jobbskifteadferd.

I insektssamfunn er det ingen leder og ingen blåkopi. Denne desentraliserte kontrollen betyr at hvert individ er i hovedsak utskiftbart, slik at kolonier kan være motstandsdyktige mot tap av individer.

Også skade på systemet - kolonien - kan håndteres som det skjer uten behov for tidkrevende kommunikasjon med ledere. Menneskesystemene blir mer og mer desentraliserte, ofte gjennom avhengighet av internett, men selv våre internettjenester blir mer sentraliserte.

Tenk på Google's strømlinjeformede natur. Det gir ikke bare en søkemotor, men en e-posttjeneste, en kalender og Google-dokumenter - blant annet tjenester. Det er mye enklere og mer praktisk å styre våre online liv gjennom en enkelt sentralisert tjeneste. Men hvis et aspekt av Google blir ødelagt gjennom et online-angrep, kan de kaskende feilene gjennom systemet forringe tilgangen til mange av disse tjenestene.

Til tross for uttrykket som "opptatt som en bi", opprettholder mange sosiale insektkolonier faktisk et stort antall tilsynelatende "dovne" individer som ikke virker. Disse personene, kjent som overflødige personer eller inaktive arbeidere, fungere som et sikkerhetsnett som gjør det mulig for et hekker å reagere raskt på en forstyrrelse - som et tap av arbeidere eller et rovdyranfall.

Insekter er også i stand til bytt jobber som svar på en forstyrrelse. Innenfor en rede kan enkeltpersoner ha jobber de spesialiserer seg på. Dette gir større effektivitet i reiret. Men under en forstyrrelse kan enkeltpersoner bytte jobber for å fylle gapet.

Dette ligner våre frivillige beredskapstjenester, som Statens beredskapstjeneste (SES). Personer som frivillig med SES jobber vanligvis på andre områder. Men når en nødsituasjon slår, kan de svare og bidra til å løse problemet.

Kanskje mer bred kompetanse trening vil tillate folk å hjelpe under noen forstyrrelser til vår infrastruktur.

Hvordan kunne dette holde leksjoner for mennesker?

Ved å studere den kollektive oppførselen til sosiale insekter, og hvordan de kan forbli motstandsdyktige i forstyrrelser, kan vi bygge videre på disse leksjonene for å inspirere til utviklingen av vår infrastruktur og beskytte den mot store feil.

Sosiale insekter har utviklet en rekke løsninger til forskjellige forstyrrelser i løpet av tusen år. Å forsøke å eksperimentere på menneskelige nettverk er ofte umulig og uetisk, men vi kan direkte eksperimentere med sosiale insekter.

Dette er ikke å si at sosiale insektsystemer er proxyer for menneskelige systemer, men ved å sammenligne mange sosiale insektsystemer, ved å studere menneskelige casestudier (vanligvis fra resultatene funnet etter en naturkatastrofe) og utvikle simuleringer, kan vi begynne å forstå Generelle egenskaper som bidrar til motstandskraft over ulike skalaer og typer forstyrrelser.

Dette går også begge veier. Ved å låne ideer, verktøy og konsepter fra motstandsdyktighet i andre disipliner, som fysikk, økonomi og ingeniørfag, kan vi få en større forståelse av mekanikken bak sosial insektresistens.

Sammen kan dette føre til større forståelse av motstandskraft som kan brukes til utforming av bedre menneskelig infrastruktur.

Om forfatteren

Den ConversationMiddleton ElizaEliza Middleton, postdoktor i Entomology og Integrated Pest Management, University of Sydney. Hun er bredt interessert i atferdsøkonomi, og har utviklet en spesiell vekt på kollektiv oppførsel, kommunikasjon og infrastrukturfasthet.

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Den Conversation. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker

at InnerSelf Market og Amazon