Когато пчелите напускат кошера си с надеждата да открият по-добро място за гнездото си, те първоначално се установяват някъде наблизо и се струпват около кралицата си, докато няколко десетки скаути оглеждат за нов дом. След това скаутите се завръщат и започват да танцуват, подсказвайки посоката и разстоянието на мястото, което са открили. Колкото по-развълнувани са, толкова по-трескаво танцуват. В крайна сметка сред цялата шумотевица, всички се отправят към новия си дом.
В компютърните науки, подобно поведение се нарича оптимизация на множеството. Според този принцип движението на всяка отделна частица не само се влияе от позицията и, но тя бива насочвана към други добри позиции, които непрекъснато се актуализират, защото и останалите частици също намират по-добри позиции. Този процес обикновено, насочва целия сбор от частици към най-добрия резултат.
Може би се питате какво общо има това със самолетните маршрути.
Маршрутите на пътническите самолети са добре установени. Но на практика, непредвидими фактори, най-често свързани с климатичните условия, често принуждават пилотите да променят курса, което означава, че изминават повече километри от първоначално планираното. Това струва време и пари, а по-високият разход на гориво произвежда повече въглеродни емисии.
Светът на авиацията е най-бързо разрастващият се източник на парникови газове, според организацията Приятели на Земята. Самолетните двигатели генерират топлина, шум и въглероден дикосид, наред с редица други замърсители, като въглероден окис, азотни оксиди, серни оксиди, олово и черен въглерод.
С цел намаляване на емисиите на парникови гозове, шумовите замърсители и оперативните разходи, учените от Института по физикохимия към Полската академия на науките във Варшава се наели да оптимизират самолетните маршрути, разработвайки нови алгоритми, базирани на поведението на пчелите и кукувиците.
“В случай на лошо време или други пречки, тези алгоритми ще подберат най-добрия маршрут с минимален разход на гориво, което ще доведе до по-малко въглеродни емисии в атмосферата”, казва Хуан Карлос Колменарес. “Това ще съкрати и оперативните разходи на авиокомпаниите, а от там и цената на самолетните билети. Голямото предимство на софтуера, е че работи в реално време. Наземният контрол и пилотът непрекъснато получават актуална информация”
Алгоритъмът използва принципите на природата, за подбере най-подходящ маршрут за самолета. При рояците всяка пчела взема решение за следващото си движение, на база познанията за най-доброто място, което тя или другите пчели са посещавали. В случая със софтуера, “пчелите” представляват различни точки около самолета - всяка се третира като отделен индивид.
“Алгоритъмът започва да работи от група точки, движещи се около самолета, а “пчелите” се струпват около оптималното място във всеки отделен момент”, обяснява Колменарес.
“Вторият алгоритъм имитира поведението на кукувицата – птицата снася яйцата си в гнездата на други птици, за да ги накара да отгледат малките и. Най-добрите “яйца” или решения, ще останат незабелязани и ще оцелеят, а най-лошите ще бъдат открити от собственика на гнездото и ще бъдат изхвърлени”, добавя ученият.
Изследователите изпробвали софтуера в симулиран полет на Airbus A320, движещ се с обичайна скорост от 515 мили в час. Симулациите демонстрирали, че алтернативните маршрути, предложени от софтуера, са със средно 7 мили по-кратки от традиционните.
Софтуерът намалил преките оперативни разходи с над 1%. Това може и да не звучи внушително, но като се има предвид многократната употреба на самолетите, би спестило стотици хиляди долари в рамките на година.
Източник: popsci.com
