Искусственный интеллект подсказал смысл кружения животных

Россия

• Животные

Коллективное поведение живых существ иногда способно ставить в тупик биологов. К примеру часто наблюдаемое движение по кругу в стаях птиц или рыб - вроде бы не имеющее видимой причины или логичного объяснения. Профессор Николай Бриллиантов, старший преподаватель Максим Панов и аспирант Егор Нужин из Сколтеха при помощи искусственного интеллекта смогли понять причину и механику такого движения. Статья исследователей опубликована в издании Science Reports. Как заявил профессор, его поражают возможности искусственного интеллекта, строящиеся, в сущности, на простых математических взаимосвязях.

Движение по кругу наблюдают в больших группах различных животных, когда они совместно перемещаются вокруг центра группы. Ни эволюционные биологи, ни другие специалисты не могли понять, в чем тут дело. Обычно считалось, что организмами управляют некие внешние силы, которые заставляют их совершать кружение. Исследователи подошли к проблеме с другой точки зрения, поставив во главу поиска цель, которая могла бы достигаться столь экзотическим способом и подключив к решению искусственный интеллект.

Ученые создали компьютерные модели животных, которых обучили совместному движению, задав логичные правила и ограничения. И попали в цель - простое требование к каждому животному оставаться на стабильном расстоянии от центра группы и ближайших соседей неожиданно вызвало круговое движение. Кстати выяснилось, что такое кружение является полезным для выживания. Согласно расчетам специалистов, группа, члены которой используют вращение, имеет большие шансы уцелеть в случае неблагоприятной внешней обстановки вроде сильных воздушных или морских течений.

Искусственный интеллект смог оказать помощь и в другом вопросе - объяснении энергетической выгоды походного строя животных. Птицы стаями мигрируют, волки идут стаями, рыбы плавают косяками. Этот же подход исследователи применили и к данным случаям. Оказалось, что цель оставаться на постоянном расстоянии от других членов группы и центра при движении определяет конфигурацию походного строя в зависимости от величины группы. Что позволяет максимально сохранять силы. Так если животных пара, то они выстраиваются в линию, если трое - в треугольник, если четверо - ромбом. Методика дала решение и для большего состава группы. Хотя, как отмечают исследователи, в природе в стаях присутствуют и другие факторы, влияющие на выстраивание животных, к примеру такие, как наличие вожака, безопасность, присутствие молодняка.

Вера Максимова, 27.01.2022 20:14