Όταν τα έντομα εγκαταλείπουν τις φωλιές τους για να αναζητήσουν τροφή, απομακρύνονται γρήγορα, ακολουθώντας περίπλοκες, ζιγκ-ζαγκ διαδρομές. Πως καταφέρνουν, όμως, να επιστρέφουν στο σπίτι από μια ευθεία, και όχι από την αρχική ακανόνιστη, διαδρομή; Τα ερωτήματα διερευνώνται στην έκθεση που διοργανώνει, αυτό το καλοκαίρι, η Βασιλική Εταιρεία Επιστημών στο Southbank Centre του Λονδίνου.
«Παρά το μικρό μέγεθός τους, τα μυρμήγκια και οι μέλισσες μπορούν να μάς διδάξουν πολλά, κυρίως για τα γνωστικά, θεμελιώδη, στοιχεία της νοημοσύνης, και να μας εμπνεύσουν για να σχεδιάσουμε τεχνητούς εγκεφάλους για αυτόνομα ρομπότ», λέει ο Άντριου Φιλιππίδης, από το Κέντρο Υπολογιστικής Νευροεπιστήμης και Ρομποτικής του Πανεπιστημίου του Sussex.
Ο βασικός μηχανισμός που τα περισσότερα ζώα χρησιμοποιούν για να προσανατολιστούν ονομάζεται Ολοκλήρωση Διαδρομής και περιλαμβάνει και … λίγη γεωμετρία.
Παρατηρήστε τη ζιγκ-ζαγκ διαδρομή με το μπλε χρώμα στο παρακάτω διάγραμμα. Αποτελείται από μια ακολουθία από βέλη, γνωστά ως διανύσματα.
Το έντομο καθώς προχωρά στο διάνυσμα v1, από τη φωλιά του προς στο σημείο Α, είναι σαν να κινείται ένα βήμα προς τα δεξιά και δύο βήματα πάνω, έτσι μπορούμε να αναπαραστήσουμε το διάνυσμα v1 ως ζεύγος αριθμών v1 = (1, 2). Ομοίως, μπορούμε να γράψουμε το διάνυσμα v2 από το σημείο Α στο σημείο Β, ως v2 = (1, 0). Τώρα ας προσθέσουμε τα δύο διανύσματα ως εξής:
v3=v1+v2=(1, 2)+(1, 0)=(1+1, 2+0)=(2, 2).
Και τώρα, θεωρήστε το αντίθετο του προκύπτοντος διανύσματος v3 : –v3= (-2, -2).
Το νέο διάνυσμα –v3 (με διαδρομή δύο βήματα προς τα αριστερά και δύο βήματα προς τα κάτω) κατευθύνεται από το σημείο Β σημείο κατ ‘ευθείαν πίσω προς τη φωλιά ! Το ίδιο ισχύει αν προσθέσουμε οποιοδήποτε αριθμό διαδοχικών διανυσμάτων και παρατηρήσουμε, στη συνέχεια, το αντίθετό του: πάντοτε θα υπάρχει ένα διάνυσμα που θα κατευθύνεται από τη θέση που βρισκόμαστε, πίσω στη φωλιά. Συνεπώς, για να ξέρουμε τον δρόμο της επιστροφής στο σπίτι, δεν χρειάζεται να θυμόμαστε κάθε φορά όλα τα διανύσματα της διαδρομής, αλλά να προσθέτουμε το τρέχων διάνυσμα στο τελευταίο σύνολο.
Κάτι ανάλογο κάνουν και τα έντομα. Οι βιολόγοι πιστεύουν, άλλωστε, ότι διαθέτουν έμφυτους μηχανισμούς προσανατολισμού και υπολογισμού της απόστασης που τα βοηθούν να αντιστοιχούν κάθε τους βήμα σε κάτι που μοιάζει με τα διανύσματα στα οποία αναφερόμαστε. Γεγονός που επιτρέπει στα έντομα να βρίσκουν, πάντοτε, το δρόμο για το σπίτι.
Πηγές:
thalesandfriends.org