Nový výskum možno využiť aj pri hľadaní optimálnych stratégií pre autonómnych robotov naprogramovaných na zvládnutie kolektívnych úloh.
Jedince si v stáde nachádzajú také pozície, na ktorých je menšia pravdepodobnosť stretnutia s predátorom ako v prípade ich suseda. Zdroj: iStockphoto.com
Je prekvapujúce, že keď jednotlivci konajú z čisto sebeckých dôvodov, môže to v rámci skupiny viesť k spravodlivosti, hovorí experimentálny fyzik Clemens Bechinger. K tomuto záveru viedol výskum jeho tímu z Centra pre pokročilé štúdium kolektívneho správania (CASCB) na Univerzite v Konstanz v Nemecku, ktoré je súčasťou Klastra excelentnosti, píše portál The European Times.
Článok ďalej informuje, že výskumníci prostredníctvom počítačových simulácií preskúmali, ako dokážu zvieratá v stádach znížiť riziko útoku zo strany predátora. Štúdia je založená na myšlienke britského prírodovedca a evolučného biológa W. D. Hamiltona z roku 1971. Podľa nej si jedince v stáde nachádzajú také pozície, na ktorých je menšia pravdepodobnosť stretnutia s predátorom ako v prípade ich suseda. Výsledky boli publikované v časopise Journal of Theoretical Biology.
Organizovanie mnohých zvierat v stádach nie je nevyhnutne výsledkom spoločenskosti alebo sociálneho správania. Jedným z príkladov sú tulene. Samy o sebe sú ľahkou korisťou pre kosatky alebo žraloky, no keď sú súčasťou skupiny, riziko útoku sa rozloží medzi mnohé jedince.
Najbezpečnejšie miesta sú pritom uprostred skupiny, kde sa zvieratá tlačia na veľmi malom priestore. Aj keby tam útočník prenikol, je oveľa pravdepodobnejšie, že nezacieli práve na daného jedinca, ale vyberie si jeho suseda. Na okraji skupiny, kde majú zvieratá len niekoľko susedov, sú zoči-voči predátorovi chránené oveľa menej. Každé zviera sa preto snaží dostať na jedno z vytúžených miest v strede.
Na najvýhodnejšie miesta je neustály tlak
Clemens Bechinger a jeho kolegovia pomocou umelej inteligencie (AI) študovali, ako musia jednotlivci medzi sebou a ostatnými neustále udržiavať čo najmenšiu vzdialenosť a meniť svoje pozície, ak chcú znížiť riziko napadnutia.
„Pretože táto stratégia zvyšuje riziko pre susedov, jednoznačne sa považuje za sebeckú motiváciu,“ hovorí Veit-Lorenz, ktorý pracuje na projekte ako doktorand. Tak ako predpokladal Hamilton, vedci teraz pozorovali, že jedince, ktoré boli najprv rozmiestnené v priestore, následne vytvorili husté stádo. V rámci neho znížili svoju vzdialenosť od susedov, a tým sa znížilo aj individuálne riziko napadnutia.
Výskumníkov však prekvapilo, čo ukázali simulácie. Časovo spriemerované riziko predácie je pre všetky jedince úplne rovnaké. Z toho je zrejmé, že členovia v strede stáda nie sú schopní ubrániť svoje pozície, lebo aj ostatné zvieratá po nich túžia a snažia sa ich odtiaľ vytlačiť. „Je to dôsledok vysokej dynamiky v rámci skupiny, ktorá znemožňuje jednotlivcom udržať si konkrétne optimálne pozície,“ hovorí Samuel Monter, ktorý sa na štúdii tiež podieľal.
Výsledky štúdie možno využiť i v robotike
Ďalším zaujímavým pozorovaním je, že v dôsledku tohto neustáleho súperenia o najlepšie pozície sa skupina začne otáčať okolo svojho centra, podobne ako v mnohých zvieracích stádach.
„Naša štúdia ukazuje, že vytváranie skupín nemusí nevyhnutne vyplývať zo spoločenského správania. Možno ho vysvetliť aj úplne sebeckými motiváciami jednotlivcov snažiacich sa získať výhodu na úkor iných,“ uzatvára Bechinger.
„Dlho sme pozorovali víry v skupinách zvierat a táto práca objasňuje, prečo môžu vznikať. Pritom nielenže pomáha porozumieť kolektívnemu správaniu v živých systémoch. Jej výsledky môžu byť užitočné aj pri hľadaní optimálnych stratégií pre autonómnych robotov naprogramovaných na zvládnutie kolektívnych úloh,“ dodáva Iain Couzin, vedec, ktorý sa zaoberá výskumom správania zvierat v Inštitúte Maxa Plancka.
Zdroj: DOI: 10.1016/j.jtbi.2023.111433
(GL)
