مورچه‌های بافنده؛ حشراتی که بهترین «کار تیمی» را در میان جانوران دارند
بهره‌وری فردی انسان‌ها هنگام کار در تیم‌های بزرگ کاهش می‌یابد، اما در دنیای مورچه‌ها، کارآمدی هر مورچه هنگام کار با هم‌نوعانش بیشتر می‌شود. این کشف می‌تواند به مهندسان در ساخت ربات‌های بهتر کمک کند.
فرادید| اواخر قرن نوزدهم، مهندس فرانسوی، مَکس رینگلمان، آزمایشی انجام داد که بیشتر شبیه یک بازی در روز ورزش دبستان بود. رینگلمان دانش‌آموزانی را گرد هم آورد و از آن‌ها خواست طنابی را بکشند. پس از اندازه‌گیری نیرویی که یک دانش‌آموز به تنهایی وارد می‌کند، افراد بیشتری را وارد بازی کرد و هر بار نیروی کل را اندازه‌گیری کرد. یافته‌ها مطابق انتظار نبود.
به گزارش فرادید، کریس رید، زیست‌شناس دانشگاه مک‌کواری استرالیا و دانیله کارلِسو، زیست‌شناس دانشگاه کنستانس آلمان در مقاله‌ای نوشتند: «نیروی کل با افزایش شمار افراد افزایش یافت، اما با افزودن اعضای تیم، بهره‌وری هر فرد افزایش نمی‌یابد. حتی ثابت نمی‌ماند بلکه بدتر می‌شود.»
لانه مورچه‌های بافنده
به لطف آزمایش رینگلمان، این پدیده اکنون به «اثر رینگلمان» معروف است. این اثر در انسان‌ها و دیگر حیوانات هم دیده می‌شود. هرقدر شمار اعضای تیم بیشتر باشد، بازده فردی کمتر می‌شود. با این حال، دانشمندان می‌گویند دست‌کم یک نوع مورچه از این مشکل اجتناب می‌کند.
در پژوهش جدیدی که این هفته در مجله Current Biology منتشر شد، رید، کارلسو و همکارانشان دریافتند مورچه‌های بافنده هنگام همکاری در تیم‌های بزرگ، به‌شکل فردی کارآمدتر می‌شوند. این حشرات برای خم کردن برگ‌های بزرگ به شکل‌های مختلف، با هم کار می‌کنند و خانه‌های چندسطحی و تزئینی می‌سازند. این فرآیندِ افزایشِ تلاش فردی در کار گروهی، «بهره‌وری برتر» (superefficiency) نامیده می‌شود.
نکته جالب: مورچه‌های بافنده لانه‌های پیچیده می‌سازند
مورچه‌های بافنده لانه‌های پیچیده‌ای از برگ‌های زنده می‌سازند و برای کشیدن برگ‌ها به سمت هم، زنجیره می‌سازند. سپس از لاروهای خود که ابریشم قوی از آن‌ها ترشح می‌شود استفاده می‌کنند تا برگ‌ها را به هم بچسبانند!
برای انسان‌ها، کاهش تلاش در کار تیمی دلایل مختلف دارد. اول اینکه افراد در ناشناسی جمع، تمایل دارند کمی راحت و کم‌تلاش‌تر عمل کنند، فرایندی که روانشناسان آن را «تنبلی اجتماعی» می‌نامند. دوم اینکه انسان‌ها در هماهنگ کردن تلاش‌های خود به‌شکل کارآمد مشکل دارند. برای نمونه هنگام کشیدن طناب، افراد ممکن است در زمان‌های مختلف شروع یا توقف کنند. در کارهای پیچیده‌تر، هماهنگی حتی دشوارتر می‌شود.
مورچه‌ها موضوع مناسبی برای پژوهش درباره‌ی نحوه‌ی بهبود کار تیمی انسان‌ها هستند. کارلسو می‌گوید: «بین مورچه‌ها و انسان‌ها شباهت‌های زیادی وجود دارد. در نظر بگیرید، تنها حیوان دیگری که مانند انسان‌ها، به‌شکل منظم اجسام را برای رسیدن به هدف به‌شکل گروهی حمل می‌کنند، مورچه‌ها هستند.»
در این پژوهش، مورچه‌های بافنده در آزمایشگاه به زنجیره‌های طولانی متصل شدند و تکه‌های کاغذ به شکل برگ را که به یک سنجشگر نیرو وصل شده بود، کشیدند. تیم پژوهشی توانست قدرت مورچه‌ها را در زمان واقعی اندازه‌گیری کند. هر مورچه به‌طور میانگین قادر بود کمابیش ۶۰ برابر وزن بدن خودش را بکشد، اما در گروه ۱۵ نفری، یک مورچه می‌توانست بیش از ۱۰۰ برابر وزن بدن خود را بکشد.
دو عامل اصلی موجب شدند مورچه‌ها به این کارآمدی برتر دست یابند. اول، یک زنجیره طولانی از مورچه‌ها بهتر از چند زنجیره کوتاه عمل می‌کرد. دوم، پژوهشگران مشاهده کردند وضعیت‌های مختلف بدن مورچه‌ها در تقسیم کار اهمیت دارد. مورچه‌های جلو و وسطِ زنجیره در حالت کشش فعال قرار داشتند، در حالی که مورچه‌های عقب پاهای عقبی خود را کشیده و به عنوان لنگر در برابر فشار برگ عمل می‌کردند. پژوهشگران این چینش را «چرخ‌دنده نیرو» نامیدند.
رید می‌گوید: «اما بزرگ‌ترین مزیت آن‌ها داشتن شش پا و تماس بسیار خوب با زمین در هر پا است.» وقتی مورچه‌های بافنده را با گونه‌های دیگر مقایسه می‌کنید، نیروی چسبندگی آن‌ها به زمین عالی است. این نیرو یک درجه بزرگ‌تر از سایر مورچه‌هاست.
در مرحله بعد، هدف تیم اینست که ببینند مورچه‌ها چگونه پاهای خود را بدون لغزش هماهنگ می‌کنند و این یافته را فراتر از قلمروی حیوانات به کار گیرند. دیوید هو، مهندس مکانیک در بنیاد فناوری جورجیا که در این پژوهش مشارکت نداشته، گفته: «دیدن ربات‌هایی که بسیار کارآمد با هم کار می‌کنند، عالی خواهد بود.»
رید درباره این توانایی مورچه‌ها گفته: «هیچ‌کس بررسی نکرده که از روش مشابه روش مورچه‌ها برای تولید نیرو در گروه‌های ربات چندپا استفاده شود، اما ما قصد انجام این کار را داریم. برنامه‌ریزی ربات‌ها برای بکارگیری استراتژی‌های همکاری الهام‌گرفته از مورچه‌ها، مانند مکانیزم نیروی یک‌طرفه، می‌تواند به تیم‌های ربات‌های خودران اجازه دهد کارآمدتر با هم همکاری کنند و بیش از مجموع تلاش‌های فردی خود دستاورد داشته باشند.»
مترجم: زهرا ذوالقدر
