Vilka sociala insekter kan lära oss om robust infrastruktur

Olyckor, naturkatastrofer och slumpmässiga eller riktade attacker kan störa mänsklig infrastruktur. Våra transportnät, försörjningskedjor och kommunikationsnät ökar i storlek och blir mer komplexa när våra befolkningar växer.

Hur skyddar vi dessa nätverk från bli sårbar och misslyckas? Sociala insekter kan ge viss inspiration.

Sociala insekter, såsom myror, bin och vartor, bor i en gemensam boetplats. De:

  • arbeta tillsammans för att höja boägare

  • ha en (eller några) "drottningar";

  • ha friska kvinnor (de drottningar) som producerar alla boen och


    innerself prenumerera grafik


  • har överlappande generationer, med unga och gamla personer som bor tillsammans.

Varje individ inom ett bo beter sig lite som en neuron i en hjärna. De interagerar och reagerar på beteendet hos närmaste grannar som bor inom boet. Detta sociala beteende kan leda till imponerande prestationer, som termiter som bygger stora högar eller myror som arbetar tillsammans för att bilda broar eller flottor.

Det ger också boet en viss mängd motståndskraft när den står inför störningar. Genom att arbeta tillsammans kan ett litet misslyckande lösas innan det blir ett stort fel. Detta kallas kollektivt beteende. Det ses över många arter, inklusive insekter, fiskar, fåglar och människor.

Vi kan redan dra paralleller mellan humana och sociala insektsföreningar. Men den fortsatta studien av kollektivt beteende har konsekvenser i matematik, fysik och robotik. Det kan hjälpa oss att designa bättre, mer eftergivlig infrastruktur.

Bidragande faktorer

Två faktorer som leder till social insektsbeständighet är decentraliserad kontroll och redundans och arbetsbyte beteende.

I insektföreningar finns ingen ledare och ingen ritning. Denna decentraliserade kontroll innebär att varje individ är väsentligen utbytbar, vilket gör att kolonierna kan vara resistenta mot förlusten av individer.

Skador på systemet - kolonin - kan också hanteras som det händer, utan att det behövs tidskrävande kommunikation med chefer. Mänskliga system blir alltmer decentraliserade, ofta genom tillit till internet, men även våra internettjänster blir mer centraliserade.

Tänk på Google: s strömlinjeformade natur. Det ger inte bara en sökmotor, men en e-posttjänst, en kalender och Google-dokument - bland andra tjänster. Det är mycket enklare och bekvämare att hantera våra online liv genom en enda centraliserad tjänst. Om en aspekt av Google blir skadad genom en online-attack, kan de felaktiga felen i systemet dock förkrota tillgången till många av dessa tjänster.

Trots uttrycket "upptagen som en bi", behåller många sociala insektkolonier faktiskt ett stort antal till synes "lata" individer som inte fungerar. Dessa individer, känd som redundanta individer eller inaktiva arbetare, fungera som ett säkerhetsnät som gör det möjligt för ett bo att reagera snabbt på en störning - som en förlust av arbetare eller en rovdjurattack.

Insekter kan också byta jobb som svar på en störning. Inom ett bo kan individer ha jobb som de specialiserar sig i. Detta möjliggör större effektivitet inom boet. Men under en störning kan individer byta jobb för att fylla gapet.

Det här liknar våra frivilliga akuttjänster, som statstjänsten (SES). Personer som frivilligt arbetar med SES arbetar vanligen inom andra områden. Men när en nödsituation inträffar kan de svara och hjälpa till med att lösa problemet.

Kanske kan en bredare kompetensutbildning ge människor möjlighet att hjälpa till vid vissa störningar i vår infrastruktur.

Hur kunde detta hålla lektioner för människor?

Genom att studera de sociala insekternas kollektiva beteende och de sätt på vilka de kan hålla sig motståndskraftiga inför störningar kan vi bygga på dessa lektioner för att inspirera utvecklingen av vår infrastruktur och skydda den mot stora misslyckanden.

Sociala insekter har utvecklat en mängd olika lösningar på olika störningar under årtusenden. Att försöka experimentera på mänskliga nätverk är ofta omöjligt och oetiskt, men vi kan direkt experimentera på sociala insekter.

Det här är inte att säga att sociala insektssystem är proxy för mänskliga system, men genom att jämföra många sociala insektssystem, genom att studera mänskliga fallstudier (vanligtvis från resultaten efter en naturkatastrof) och utveckla simuleringar, kan vi börja förstå allmänna egenskaper som bidrar till motståndskraft över olika skalor och typer av störningar.

Detta gäller också båda sätten. Genom att låna idéer, verktyg och begrepp från motståndskraft arbete i andra discipliner, som fysik, ekonomi och teknik, kan vi få en bättre förståelse för mekaniken bakom social insektsbeständighet.

Tillsammans kan detta leda till ökad förståelse för motståndskraft som kan tillämpas på utformningen av bättre mänsklig infrastruktur.

Om författaren

Avlyssningenmiddleton elizaEliza Middleton, postdoktorsexamen i Entomology och Integrated Pest Management, University of Sydney. Hon är i stor utsträckning intresserad av beteendeekologi, och har utvecklat en särskild tonvikt på kollektivt beteende, kommunikation och infrastrukturförmåga.

Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen. Läs ursprungliga artikeln.

relaterade böcker

at InnerSelf Market och Amazon