'N-mier geïnspireer benadering tot wiskundige steekproefneming

Diere soos miere het die uitdaging van die verkenning van hul omgewing te kyk vir kos en potensiële plekke om te woon. Met 'n groot groep van individue, soos 'n mier kolonie, 'n groot hoeveelheid van die tyd sal vermors word as die miere herhaaldelik ondersoek dieselfde leë gebiede.

Die interdissiplinêre span van die Universiteit van Bristol se Fakulteite Ingenieurswese en Lewenswetenskappe, voorspel dat die studie spesie, die 'rock mier, gebruik een of ander vorm van chemiese kommunikasie om te verhoed dat die ondersoek van dieselfde ruimte meer as een keer.

Hoofskrywer, Dr Edmund Hunt, het gesê:

"Dit sou 'n ommekeer van die Hansie en Grietjie storie wees, in plaas van volgende mekaar se paaie, sou hulle ten einde gesamentlik verken vermy.

"Om hierdie teorie te toets, wat ons 'n eksperiment waar ons laat miere verken 'n leë arena een vir een. In die eerste voorwaarde, ons die arena tussen elke mier skoongemaak sodat hulle nie kon agterlaat enige spoor van hul pad. In die tweede toestand , het ons nie skoon tussen miere. die miere in die tweede toestand (geen skoonmaak) het 'n beter verkenning van die arena, bedek hulle meer ruimte. "

In wiskunde, 'n kans verdeling beskryf hoe waarskynlik is elk van 'n stel van verskillende moontlike uitkomste: byvoorbeeld, is die kans dat 'n mier kos sal vind by 'n sekere plek. In baie wetenskap en ingenieurswese probleme, hierdie uitkerings is hoogs kompleks, en hulle het nie 'n netjiese wiskundige beskrywing. In plaas daarvan, moet 'n mens proe daaruit om 'n goeie benadering verkry: met 'n begeerte om te verhoed dat die monsterneming te veel van onbelangrik (lae waarskynlikheid) dele van die verspreiding.

Die span wou uitvind of die aanneming van 'n-mier geïnspireer benadering hierdie monsterneming proses sal bespoedig.

"Ons voorspel dat ons die benadering deur die miere in die wiskundige voorbeeld probleem aangeneem kon naboots, deur verlaat agter 'n" negatiewe roete 'van waar reeds gemonsterde. Ons het gevind dat ons-mier geïnspireer steekproefmetode was meer doeltreffend (vinniger) as 'n standaard metode wat 'n herinnering aan waar reeds gemonsterde nie verlaat nie, "sê dr Hunt.

Hierdie bevindinge bydra tot 'n interessante parallel tussen die eksplorasie probleem gekonfronteer deur die miere, en die wiskundige voorbeeld probleem van die verkryging van inligting. meer doeltreffend verkry information: hierdie parallel kan ons fundamentele begrip van wat die miere ontwikkel om te doen in te lig.

"Ons-mier geïnspireer steekproefmetode mag nuttig in baie gebiede, soos computational biologie, vir die bespoediging van die ontleding van komplekse probleme wees. Deur die beskrywing van kollektiewe gedrag die miere 'in inligting terme, dit laat ons ook om te kwantifiseer hoe nuttig is verskillende aspekte van hul gedrag tot hul sukses. byvoorbeeld, hoeveel beter doen hulle verrig wanneer hulle feromone nie weg skoongemaak. Dit kan ons in staat stel om voorspellings te maak oor wat gedragsprobleme meganismes is die meeste geneig om te word bevoordeel deur natuurlike seleksie te maak. "

bron: University of Bristol. "An ant-inspired approach to mathematical sampling." ScienceDaily. ScienceDaily, 19 June 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200619094203.htm>.