Wracając z pracy w godzinach szczytu, płynnie i bez korków przemierzasz kolejne miejskie arterie. Brzmi trochę jak marzenie ściętej głowy, prawda? Prawda. Za to naukowcy z Uniwersytetu w Trydencie twierdzą, iż to jest serio możliwe, a sekretem są… mrówki. Badania wskazują, iż owe małe błonkówki mogą stać się inspiracją dla ulepszenia ruchu pojazdów autonomicznych. Jak to możliwe?
Mrówki od dawna fascynują naukowców. Są mistrzami logistyki i efektywnej organizacji pracy. Działają w ogromnych grupach, jednak rzadko generują zatory. Ich szlaki przypominają ruch pojazdów na autostradach – jednak w przeciwieństwie do ludzkiego transportu, mrówki poruszają się praktycznie bezkolizyjnie i płynnie, choćby w bardzo zatłoczonych warunkach.
Wszystko to sprawiło, iż Marco Guerrieri, specjalista od infrastruktury drogowej, oraz Nicola Pugno, ekspert od mechaniki strukturalnej, postanowili bliżej przyjrzeć się strategiom ruchu mrówek. Wyniki ich badań ukazały się w czasopiśmie Transportation Research Interdisciplinary Perspectives.
Jak mrówki unikają „korków”?
Profesorowie z Trydentu przeanalizowali 30-centymetrowy szlak mrówek, odpowiadający stukrotnej długości ciała pojedynczego owada. Dzięki użyciu deep learningu zarejestrowali dokładne trajektorie ruchu mrówek, ich prędkości, gęstość oraz przepływ zwierząt na nagraniach wideo.
Mrówki stosują trzy proste, ale skuteczne zasady:
- Formowanie „plutonów”, czyli grupowanie się z niewielkimi przerwami między sobą
- Zachowanie stałej prędkości
- Całkowity brak manewrów wyprzedzania
I tak oto, choćby przy dużym zagęszczeniu ruch pozostaje płynny, a ryzyko „korków” jest zasadniczo minimalne. Co więcej, mrówki radzą sobie świetnie z dwukierunkowym przepływem – zupełnie jak pojazdy poruszające się w dwóch kierunkach na drodze szybkiego ruchu. Brzmi jak magia. Ale czy to rzeczywiście magia?
Od mrówek do pojazdów autonomicznych
Największym problemem współczesnych systemów transportowych jest właśnie utrzymanie płynności ruchu przy dużym zagęszczeniu pojazdów. Badacze twierdzą, iż strategie mrówek mogą być przeniesione na grunt autonomicznych samochodów. Tak jak mrówki komunikują się ze sobą dzięki feromonów, tak pojazdy autonomiczne mogłyby wymieniać informacje dzięki protokołów V2V (Vehicle to Vehicle), komunikując się przy okazji z infrastrukturą drogową w miastach oraz… urządzeniami pieszych. Od idei wyciągniętej wprost od mrówek zmierzamy do naturalnego miejsca postępu na styku transportu i technologii: inteligentnych miast. Idea znana od lat, ale traktowana ostatnio po macoszemu. A szkoda.
Idealnym rozwiązaniem byłyby docelowo „plutony” pojazdów, przemieszczające się gwałtownie i bezpiecznie, zachowując niewielkie odstępy. Taka organizacja ruchu mogłaby znacząco zwiększyć efektywność komunikacji, podnieść komfort podróżowania i ograniczyć emisję gazów cieplarnianych. Oczywiście, przy założeniu, iż KAŻDY na drodze będzie korzystać z transportu autonomicznego i KAŻDY pojazd będzie wyposażony w komunikację V2V. o ile na arterii pojawi się ktoś prowadzący pojazd samodzielnie, najpewniej ów system pięknie się „rozsypie”. Problemem z punktu widzenia ruchu drogowego są… ludzie. I nie mówię tego z satysfakcją, bo sam lubię prowadzić auto i gdybym myślał tylko w kategoriach moich zachcianek, to nie chciałbym być zastąpiony przez maszynę.
Czy możemy się czegoś nauczyć od mrówek?
W beczce miodu znajduje się jednak łyżka dziegciu. Przede wszystkim analiza opierała się tylko na jednym gatunku mrówek i jednym odcinku szlaku, bez uwzględnienia zakrętów czy skrzyżowań. Zastosowanie tych zasad w bardziej złożonych warunkach wymaga więc dodatkowych badań. Tu wnioski mogą już nie być tak oczywiste.
Czytaj więcej: Te zwierzęta nie nadążają za zmianami. Wymrą jako następne?
Kolejnym problemem jest brak danych empirycznych z praktycznych zastosowań pojazdów autonomicznych na drogach publicznych. Rzeczywiste testy mogą potwierdzić pełną skuteczność strategii wzorowanych na mrówkach, ale… wcale nie muszą. Nikt jeszcze tego nie zrobił w zadowalającej skali.
Niemniej, sama idea wykorzystania naturalnych mechanizmów samoorganizacji jest niezwykle interesująca i warto śledzić jej rozwój w najbliższych latach.
Mrówki uczą nas jak jeździć
Inspirowanie się naturą wielokrotnie przynosiło ludzkości spektakularne odkrycia. Być może — w przyszłości — już niedługo na autostradach zamiast korków zobaczymy pojazdy autonomiczne poruszające się w porządku. Czy tym razem też powinniśmy się posiłkować tym, co robią zwierzęta? A czemu nie? Natura wielokrotnie pokazywała nam, iż lata ewolucji to doskonały mechanizm wypracowywania naprawdę działających rozwiązań.
