מחקר חדש גילה: נמלים פועלות לפי אלוגריתם זהה לזה של האינטרנט

לפני אלפי שנים, כשאנחנו, אם בכלל היינו קיימים, עסקנו בקרבות נבוטים ובניסיונות להדליק אש, הנמלים כבר פעלו לפי אלוגריתם שמעביר קבצים ברשת. אז מי פה תבוני?

האינטרנט לא זוחל בשיירה, הוא לא מקיף כאחוז אמוק כל פירור לחם ששכחתם לנגב, הוא בטח שלא בונה קינים מתחת לגדילנים. לעומת זאת, נמלים לא מקשרות בין משתמשים מרוחקים, לא סוחבות על הגב רשתות חברתיות ושאר מרעין בישין, ובטח שלא נתקעות כי איזו חברה החליטה לחתוך את הכבלים. אז מה הקשר בין השניים? על פני השטח – שום דבר.

flickr, cc-by sanchom

או לפחות כך נהוג היה לחשוב, עד ששני מדענים מסטנפורד גילו שזן מסוים של נמלי קציר קובע כמה פועלות לשלוח אל מחוץ לקן פחות או יותר באותה שיטה בה פרוטוקולי רשת קובעים כמה רוחב פס דרוש להעברת המידע.

האינטרנט זוחל כמו נמלה? נכון

הכול התחיל כשדבורה גורדון, ביולוגית שחוקרת נמלים במשך יותר מ-20 שנה, שמה לב שישנה חוקיות מסוימת באופן בו הנמלים אותן היא חוקרת באריזונה מחליטות כמה מהן צריכות לצאת מהקן ולחפש מזון. לא ברור מאיפה באה לה ההברקה לחפש בקמפוס את בלאג’י פראבנקר, פרופסור למדעי המחשב ומומחה להעברת מידע ברשת, אבל על אף היסוסיו הראשוניים, מסתבר שהיא צדקה.

“אחרי יום זה הכה בי”, הוא מספר. “הבנתי שהאלוגריתם בו הנמלים משתמשות כדי לקבוע כמה מזון ישנו בנמצא הוא אותו אחד בו עושה שימוש פרוטוקול העברת קבצים”.

על מנת להבין את גודל הדמיון, או למעשה איך הנמלים גילו את האפשרות התיאורטית להוריד קבצים עוד לפני שאנחנו המצאנו את המנורה, יש להבין את הפרוטוקול הזה, שידוע יותר בשם TCP. באופן בסיסי ושטחי מאוד, מקור א’ שולח קובץ ליעד ב’. כדי להגיע בשלום, הקובץ מתפרק לכמה חלקים. בכל פעם בו הנמען מקבל את אחד החלקים האלה, הוא שולח אישור ל-א’, שיידע שהחבילה הגיעה.

עכשיו זה מסתבך קצת: אם האישור חוזר בקצב איטי יותר מאשר הקצב בו המידע נשלח אל הנמען, המשמעות היא שרוחב הפס הזמין הינו קטן, וכך א’ יודע לשלוח את המידע לאט יותר. אם האישור חוזר מהר, א’ יודע שהוא יכול להגביר את הקצב. בקיצור, ההליך קובע כמה רוחב פס זמין ישנו, ומנהל את העברת המידע בהתאם לנתונים.

והנמלים (מסוג פוגונומירמקס ברבטוס לביולוגים שבין הקוראים)? מהמחקר רב השנים של גורדון עולה כי הקצב בו הנמלים עוזבות את הקן על מנת לחפש מזון תואם את זמינות המזון. העיקרון הוא פשוט. הנמלה לא חוזרת לקן בלי למצוא מזון. אם היא חוזרת מהר, יותר נמלים עוזבות את הקן והולכות לחפש את גרגרן. אם היא חוזרת לאט, או חלילה ללא מזון, החיפוש מאט ולעתים אף מתבטל.

עצרו, אולי הנמלה שלפניכם היא הסטיב ג’ובס הבא

עכשיו תחליפו בין המלים “מידע” ו”אוכל” בשתי הפסקאות שלמעלה ותבינו עד כמה זה דומה. אבל זה לא הכול. השניים גילו כי הנמלים תואמות עוד שלב של ה-TCP, הידוע בשם “התחלה איטית”, ומהותו היא שליחת מספר מסוים של חלקי קובץ כבר בהתחלה כדי לאמוד את רוחב הפס. באותו אופן, כאשר הנמלים מתחילות לתור אחר מזון, הן שולחות כמה סיירות ראשונות על מנת שיגששו אחר זמינות המזון. זאת, עוד לפני שקבעו את מספר הנמלים שייצאו לדרך.

ויש עוד: בדיוק כמו שהקישור לשרת יתנתק והעברת המידע תיפסק במקרה והאישורים לא מגיעים חזרה תוך פרק זמן סביר, כך גם הנמלים יפסיקו לשלוח את חברותיהן להביא מזון אם אלה שיצאו לשם קודם לא חזרו תוך פרק זמן מוערך של כ-20 דקות.

“הנמלים גילו אלוגריתם המוכר לנו היטב”, הודה פרבהקר, “והן עושות את זה במשך מיליוני שנים”. אז בפעם הבאה שאתם שולפים קיי 300 או שוקלים למחוץ איזו נמלה, בחייכם, תעצרו, אולי היא סטיב ג’ובס הבא.

נועה זהבי רז

נועה רז, בת 30. חיה באינטרנט מאז 1999, חובבת ג'אדג'טים אך לא יודעת מה עושים איתם, וכותבת, בעיקר על כלום.

הגב

5 תגובות על "מחקר חדש גילה: נמלים פועלות לפי אלוגריתם זהה לזה של האינטרנט"

avatar
Photo and Image Files
 
 
 
Audio and Video Files
 
 
 
Other File Types
 
 
 

* היי, אנחנו אוהבים תגובות!
תיקונים, תגובות קוטלות וכמובן תגובות מפרגנות - בכיף.
חופש הביטוי הוא ערך עליון, אבל לא נוכל להשלים עם תגובות שכוללות הסתה, הוצאת דיבה, תגובות שכוללות מידע המפר את תנאי השימוש של Geektime, תגובות שחורגות מהטעם הטוב ותגובות שהן בניגוד לדין. תגובות כאלו יימחקו מייד.

סידור לפי:   חדש | ישן | הכי מדורגים
עודד
Guest

פשוט מדהים לגלות שכמעט בכל תחום אנחנו “מעתיקים” מבעלי החיים.
יש לנו עוד כל כך הרבה מה ללמוד על העולם הזה…

Talia Galon
Guest

מעניין ומדהים, כמו המטוס שמדמה ציפור במעופה, מה רבו מעשי ה'.

notibar
Guest

נו באמת, בוקר טוב לגברת החוקרת.

גם דבורים פועלות כך בדיוק ואת זה כל חקלאי פיקח יודע היטב.

ואם אני הורג נמלה אחת מתוך השיירה מיד מגיעה נמלה אחרת במקומה.

הנמלים גם משדרות ביניהן מסרים כימיים בדיוק כמו הדבורים.

שנים אני צופה בנמלים בתוך ביתי ובהתנהגותן, וכבר מזמן הגעתי לתובנות אלו.

אורן
Guest

מצחיק קצת שבמאמר המקורי לא כתוב TCP אפילו פעם אחת – גם לא protocol.

אלון
Guest

אלגוריתם הוא בסך הכל ביטוי פונקציונאלי להגיון מסוים. אנחנו משתמשים בו כדי לבצע תהליך עליו החלטנו מתוך חשיבה מוקדמת. הטבע פועל בצורה הגיונית מאד ולכן יש לומר שההגיון שלנו ושל הטבע דומה, ללא קשר לאלגוריתם.

wpDiscuz

תגיות לכתבה: