Если Вы хотите проектировать железнодорожную систему, Вы могли бы сделать хуже, чем наем сладкий гумус слизи. Исследователи показали, что, когда выращено на карте Японии, студенистый, подобный грибу организм соединяет интересные места в образце, подобном сети железных дорог Токио. Инженеры могли бы быть в состоянии взять пример с подхода организма для проектирования более – эффективные системы транспортировки.
Уловка имеет отношение, как сладкие гумусы слизи едят. Когда Physarum polycephalum, сладкий гумус слизи, часто находимый в распаде бревон, обнаруживает бактерии или споры, это растет по ним и начинает переваривать их через свой орган. Чтобы продолжать выращивать и исследовать, сладкий гумус слизи преобразовывает свой византийский образец тонких усиков в более простое, более – эффективная сеть труб: Те, которые несут большой объем питательных веществ постепенно, расширяются, в то время как те, которые мало медленно используются контракт и в конечном счете исчезают.
Исследователи использовали это поведение к забавному результату в прошлом. В 2000, например, бригада во главе с математическим биологом Тошиюки Накагаки из университета Хоккайдо в Японии, показал, что P. polycephalum мог найти, что кратчайший путь через лабиринт соединил два продовольственных ресурсов. (Работа выиграла Нобелевскую премию Ig.)Но это было проблемой с единственным правильным раствором.
В новой работе бригада хотела знать, как сладкий гумус выполнит в реальной ситуации, в которой несколько конкурирующих целей должны были быть уравновешены сразу. Проектирование железнодорожной сети, соединяющей много городских подарков просто такая проблема. «Планирование является очень трудным из-за компромиссов», говорит биолог клетки Марк Фрикер из Оксфордского университета в Соединенном Королевстве, также вовлеченный в исследование. Например, соединение всех городов самой короткой длиной следа часто заставляет путешественников следовать очень косвенными маршрутами между любыми двумя пунктами и может означать, что единственная неудача изолирует значительную часть сети.
Строительство в большей избыточности делает сеть более удобной и более эластичной, но в более высокой стоимости.Поскольку они не могли математически определить «совершенный» раствор, исследователи решили задать работу сладкому гумусу слизи с трудным человеком, которым уже занялись проектировщики.
Они поместили хлопья овсяного зерна (фаворит сладкого гумуса слизи) на агаровых пластинках в образце, подражавшем местам городов вокруг Токио и пропитавшем пластины P. polycephalum в пункте, представляющем сам Токио. Они тогда наблюдали, что сладкий гумус слизи вырос в течение 26 часов, создав усики, соединившие кормовые базы.
Различные пластины показали диапазон растворов, но визуальное подобие железнодорожной системе Токио было поразительно во многих из них, исследователи сообщают в завтрашней проблеме Науки. Где сладкий гумус слизи выбрал различный раствор, его альтернатива была так же эффективна.
Если исследователи могли бы построить компьютерную модель из поведения сладкого гумуса слизи, говорит Фрикер, оно могло бы помочь инженерам проектировать лучшие сети транспортировки. «Идея состояла бы в том, что, если бы Вы поместили его в новый контекст, система с помощью этих правил построила бы сеть, которая должна иметь респектабельные свойства».Работа является «очень интересным примером того, как биология может вселить новые методы в технологический дизайн», говорит Мелани Митчелл, программист в Портлендском университете в Орегоне.
Но она не совсем готова вскочить на экспресс сладкого гумуса слизи. «Эта бумага использует только один относительно простой пример», она предостерегает. «Не очевидно, что подобные эксперименты работали бы также на соответствие другим транспортным сетям».