Kolektivní inteligence mravenců roste s počtem

Mravenci patří mezi nejstudovanější hmyz – přitahují pozornost svou pracovitostí, organizovaností, ale také společenstvy, která svou složitostí připomínají lidské civilizace. V poslední době jejich jednoduché, ale velmi účinné chování inspiruje i vývoj umělých inteligencí (AI), konkrétně agentů, kteří umí spolupracovat. Vědci se teď podívali na to, jak složité problémy umí mravenci vyřešit, když je to nutné. Ukázalo se, že víc hlav víc ví.

V sérii složitých experimentů vystavili vědci mravence problémům a hádankám, které měly zjistit, jak dobře si s nimi tento hmyz poradí. Ukázalo se, že čím více mravenců problém řeší, tím náročnější úkol jsou schopní zvládnout – jako by kolektivní inteligence rostla s každým dalším mravencem.

„Inspirací pro naši studii bylo pozorování mravenců, jak v terénu spolupracují při přepravě velkých nákladů potravy do svého hnízda,“ nastínil hlavní autor studie, myrmekolog Ofer Feinerman z Weissmanova institutu.

„Když mravenci dorazí ke svému hnízdu, nevyhnutelně čelí výzvě – musí manévrovat s velkým, často nepravidelně tvarovaným nákladem přes úzký vchod. Tato přirozená geometrická hádanka nás inspirovala k tomu, abychom se pokusili zmapovat schopnosti mravenců při řešení hádanek a zjistit, jak se tyto schopnosti mohou měnit v závislosti na velikosti skupiny.“

Šílení černí mravenci

Feinerman a jeho kolegové experimentovali s mravenci druhu Paratrechina longicornis, kteří nemají české jméno, ale anglicky se jim říká „crazy black ants“, tedy šílení černí mravenci, kvůli jejich zdánlivě chaotickému, trhavému způsobu pohybu.

Vědci nejprve na 3D tiskárně vyrobili drobné předměty, přičemž přesně nastavili jejich hmotnost a vlastnosti. Následně nechali tyto předměty přes noc ležet v kočičím žrádle, aby začaly lákavě „vonět“. V podstatě tak mravence přiměli, aby tyto drobné artefakty sbírali a nesli je bludištěm směrem ke svému hnízdu.

„Stačilo umístit náklad a laserem vyřezané bludiště poblíž mravenčího hnízda a mravenci se postarali o zbytek, zatímco jsme je natáčeli,“ vysvětlil Feinerman. „Abychom otestovali různé velikosti skupin, vytvořili jsme zmenšené verze každého bludiště. Dbali jsme na to, aby hmotnost nákladu, normalizovaná podle počtu mravenců, zůstala napříč různými měřítky konstantní, takže jsme měřili koordinaci a spolupráci, a ne jen zvyšovali fyzickou náročnost úkolu. Protože se jedná o čistě geometrickou hádanku, její zmenšení nebo zvětšení nemělo žádný vliv na výpočetní náročnost řešení,“ doplnil.

Ukázalo se, že v množství je u mravenců síla nejen fyzická, ale i intelektuální. Biologové zjistili, že větší skupiny mravenců byly obvykle schopné řešit složitější hádanky než skupiny menší. Rozdíly mezi malými a velkými skupinami se ale projevily až tehdy, když se problém stal dostatečně složitým. To ukazuje, že tento hmyz pracuje velmi dobře s energií – nemrhá jí zbytečně, když stojí před dostatečně snadným úkolem, který by splnil bez větší „duševní“ námahy.

Jinými slovy, téměř všechny skupiny mravenců si vedly dobře při přímočarých úkolech, které od nich vyžadovaly přenášení malých břemen jednoduchým bludištěm. Když se ale stala bludiště složitějšími a břemena těžšími, větší skupiny se staly mnohem efektivnější než ty menší.

Simulace

Když vědci přemýšleli o tom, jak je to možné, nespolehli se jen na prosté úvahy – otestovali své hypotézy na počítačové simulaci. Definitivní vysvětlení zatím nemají, ale zajímavé bylo, že když autoři doplnili fyzikální modely vlastnostmi a strategiemi inspirovanými mravenci, zjistili, že simulace byly efektivnější. To podle autorů dále zdůrazňuje kolektivní inteligenci a přizpůsobivost mravenčích kolonií.

V budoucnu by nové poznatky, které Feinerman a jeho kolegové získali, mohly potenciálně inspirovat vývoj nových systémů umělé inteligence a rámců pro rojovou robotiku. Mezitím výzkumníci plánují pokračovat ve zkoumání komplexního skupinového chování mravenců, aby se dozvěděli více o jeho behaviorálních a neuronových základech.

„Snažíme se pochopit, jak mravenci ladí své chování, aby byli schopni řešit obrovskou škálu hádanek,“ dodal Feinerman. „Konkrétně chceme zjistit, jestli tato působivá vlastnost pochází z mozku jednotlivých mravenců, nebo z vlastností kolektivu, které zatím ještě úplně nechápeme.“

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

V USA schválená mRNA vakcína může zásadně proměnit zvládání chřipky

Přes řadu sporů nakonec Spojené státy schválily první vakcínu proti chřipce, která je založená na technologii mRNA. Umožní reagovat rychleji na změny, jimiž tento virus prochází.
před 5 hhodinami

Plejtváci se pozoruhodně zotavují z desítek let velrybolovu. Vyhráno ale není

Datum 19. února 1986 se zapsalo do dějin tím, že se lidstvo rozhodlo zachránit velryby. Mezinárodní velrybářská komise toho dne vyhlásila zákaz komerčního lovu velryb. Nová data jihoafrických vědců potvrzují, že populace dvou druhů plejtváků se díky tomu začínají obnovovat.
před 9 hhodinami

Větší dům v pravěku neznamenal větší bohatství, zjistili brněnští archeologové

Čím větší dům, tím bohatší člověk – tohle pravidlo je dnes akceptované prakticky automaticky. Jenže v minulosti to neplatilo, ukázal výzkum brněnských archeologů. V době neolitu rozměrnější dům neznamenal ani větší bohatství, ani vyšší společenské postavení. Archeologové v nové studii popsali, že velikost domů neodrážela sociální nerovnost, ale spíše různé praktické role nebo odlišnou organizaci práce.
před 10 hhodinami

Voda může chybět i ve veletocích, varuje bioklimatolog

Letošní extrémní sucho, které postihlo významnou část Evropy, podle bioklimatologa a ředitele Ústavu výzkumu globální změny AV ČR – CzechGlobe Miroslava Trnky ukázalo, že zásadní problémy mohou mít i tak velké a obvykle vodnaté řeky, jako je Dunaj. Letošní sucho v povodí Dunaje se už v poslední době projevilo i u jiných významných toků. V roce 2022 postihlo Rýn, loni Labe a už opakovaně se s ním potýkají v povodí Pádu.
před 12 hhodinami

Když oteplování nezpomalí, může Indie čelit fatálním horkům, varuje studie

Člověk má problémy s adaptací, už když teploty překročí 37 stupňů, tedy jeho běžnou tělesnou teplotu. V Indii už ale místy teploty překračují i 45 stupňů, což znamená, že v takovém vedru už lidé bez pomoci techniky nemohou přežívat. Vědci se teď podívali, jak by to dopadlo, kdyby se naplnily pesimistické scénáře klimatické změny.
včera v 10:00

Déšť stále nepřichází. Jak vypadá Česko bez vody, ukazují interaktivní mapy

Extrémní, výjimečné nebo výrazné sucho, tedy některý ze tří nejvyšších stupňů sucha, panuje v Česku na bezmála 90 procentech území. Hodnota platí pro hloubku do jednoho metru. Extrémní sucho je aktuálně na 60 procentech území.
15. 8. 2026

Vědci našli pod Krvavými vodopády v Antarktidě oázu pravěkého života

Život ukrytý pod ledovcem v Antarktidě má prastaré kořeny. Popsal to nový výzkum, který se pokoušel vysvětlit původ slavných Krvavých vodopádů.
15. 8. 2026

V Londýně nalezli mrtvého akademika Ardaye, který byl obviněn z plagiátorství

V Londýně v pátek nalezli tělo 41letého Jasona Ardaye, který minulý týden opustil profesorský post na Cambridgeské univerzitě kvůli obvinění z plagiátorství částí své disertace. S odvoláním na britská média to napsala agentura AFP. Někdejší nejmladší černošský profesor na této prestižní univerzitě byl nalezen v bezvědomí na adrese v londýnské čtvrti Battersea a prohlášen za mrtvého, upřesnil web Sky News.
14. 8. 2026Aktualizováno15. 8. 2026

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.