ভার্নেরি রিসার্চ গ্রুপ / সিইউ বোল্ডার
ফায়ার পিঁপড়া হল সমষ্টিগত আচরণের একটি পাঠ্যপুস্তক উদাহরণ, ব্যক্তি হিসাবে আচরণ করতে সক্ষম, এবং বন্যার প্রতিক্রিয়ায় ভাসমান ভেলা তৈরি করতে একত্রে ব্যান্ড করে। এখন কলোরাডো ইউনিভার্সিটি, বোল্ডারের একজোড়া মেকানিক্যাল ইঞ্জিনিয়ার কিছু সহজ নিয়ম শনাক্ত করেছেন যা দেখে মনে হচ্ছে কিভাবে আগুনের পিঁপড়ার ভাসমান ভেলা সংকুচিত হয় এবং সময়ের সাথে সাথে তাদের আকার প্রসারিত হয়। একটি নতুন কাগজ PLOS Computational Biology জার্নালে প্রকাশিত। আশার বিষয় হল যে অগ্নি পিঁপড়ার আচরণের অন্তর্নিহিত সাধারণ নিয়মগুলি সম্পর্কে আরও ভালভাবে বোঝার মাধ্যমে, তারা রোবটের ঝাঁক কীভাবে ইন্টারঅ্যাক্ট করে তা নিয়ন্ত্রণ করতে আরও ভাল অ্যালগরিদম তৈরি করতে পারে।
এটি মস্তিষ্কের শক্তি বা সতর্ক পরিকল্পনার বিষয় নয়। “এই আচরণটি, মূলত, স্বতঃস্ফূর্তভাবে ঘটতে পারে,” সহ-লেখক রবার্ট ওয়াগনার বলেছেন। “পিঁপড়াদের দ্বারা কোন কেন্দ্রীয় সিদ্ধান্ত নেওয়ার প্রয়োজন নেই।” প্রকৃতপক্ষে, “একক পিঁপড়ারা যতটা বুদ্ধিমান হয় না যতটা কেউ ভাবতে পারে, কিন্তু, সম্মিলিতভাবে, তারা খুব বুদ্ধিমান এবং স্থিতিস্থাপক সম্প্রদায়ে পরিণত হয়,” সহ-লেখক ফ্রাঙ্ক ভার্নেরি বলেছেন.
আমরা পূর্বে রিপোর্ট করেছি, কয়েকটি পিঁপড়া আলাদা আলাদা আলাদা আলাদা পিঁপড়ার মতো আচরণ করে। কিন্তু সেগুলোকে পর্যাপ্ত পরিমাণে একত্রে প্যাক করুন এবং তারা একটি একক ইউনিটের মতো আচরণ করে, কঠিন এবং তরল উভয় বৈশিষ্ট্যই প্রদর্শন করে। তারা rafts বা টাওয়ার গঠন করতে পারে, এবং এমনকি আপনি একটি তরল মত একটি teapot থেকে তাদের ঢালা করতে পারেন. ফায়ার পিঁপড়ারাও তাদের নিজস্ব ট্রাফিক প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করতে পারদর্শী।
যে কোনো একক পিঁপড়ার একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ হাইড্রোফোবিয়া থাকে — জল তাড়ানোর ক্ষমতা — এবং এটি সম্পত্তি তীব্র হয় যখন তারা একত্রিত হয়, তাদের শরীরকে অনেকটা জলরোধী ফ্যাব্রিকের মতো বুনতে থাকে। তারা যেকোন ডিম সংগ্রহ করে, বাসার মধ্যে তাদের সুড়ঙ্গের মাধ্যমে পৃষ্ঠে তাদের পথ তৈরি করে, এবং বন্যার পানি বাড়ার সাথে সাথে, তারা তাদের জবরদস্তি এবং নখর দিয়ে একে অপরের দেহে ছিঁড়ে ফেলবে, যতক্ষণ না একটি সমতল ভেলার মতো কাঠামো তৈরি হয়, প্রতিটি পিঁপড়া একটি উপাদানে একটি পৃথক অণুর মতো আচরণ করে – বলুন, বালির স্তূপে বালির দানা।
পিঁপড়া 100 সেকেন্ডেরও কম সময়ে এটি সম্পন্ন করতে পারে। এছাড়াও, পিঁপড়ার ভেলা হল “আত্ম-নিরাময়”: এটি যথেষ্ট শক্তিশালী যে যদি এটি এখানে এবং সেখানে একটি পিঁপড়া হারায়, সামগ্রিক কাঠামোটি স্থিতিশীল এবং অক্ষত থাকতে পারে, এমনকি এক সময়ে কয়েক মাস পর্যন্ত। সংক্ষেপে, পিঁপড়ার ভেলা একটি অতি-জীব।
2019 সালে, জর্জিয়া টেকের গবেষকরা যে প্রমানিত অগ্নি পিঁপড়ারা সক্রিয়ভাবে বিভিন্ন তরল অবস্থার অধীনে ভেলাটির উপর কাজ করে এমন শক্তির পরিবর্তনগুলি অনুভব করতে পারে এবং ভেলাটির স্থিতিশীলতা রক্ষা করার জন্য তাদের আচরণকে সেই অনুযায়ী মানিয়ে নিতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, একটি শিয়ারিং ফোর্স দিয়ে, পিঁপড়াগুলি যখন কেন্দ্রমুখী শক্তির মুখোমুখি হয়েছিল তার চেয়ে ভেলাটির ক্ষেত্রফল অনেক ছোট ছিল। পিঁপড়ারা পিঁপড়ার ভেলায় যেখানেই অবস্থান করুক না কেন তারা পরেরটি অনুভব করে, যেখানে শুধুমাত্র সীমানায় থাকা পিঁপড়ারা সবচেয়ে শক্তিশালী শিরিং বল অনুভব করে। বিজ্ঞানীরা অনুমান করেছিলেন যে ছোট ভেলাগুলি পিঁপড়ার সীমানায় থাকা এড়াতে চেষ্টা করার ফলাফল, প্রক্রিয়ায় পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফলকে ছোট করে।
হাংটাং কো
জর্জিয়া টেক টিম আরও উল্লেখ করেছে যে ভেলাটি স্থির থাকলে একটি ভেলায় আগুনের পিঁপড়ারা আরও অন্বেষণ করে — সাধারণত অনুভূমিকভাবে ছড়িয়ে পড়ে, তবে উল্লম্বভাবেও, অস্থায়ী টাওয়ারের মতো কাঠামো তৈরি করে যাতে একটি ঝুলন্ত শাখা খুঁজে পাওয়ার আশায় এটি শুকিয়ে যায়। জমি সেন্ট্রিফিউগাল বা শিয়ার ফোর্সের প্রতিক্রিয়ায় পিঁপড়ার ভেলা ঘুরতে থাকলে অনেক কম অনুসন্ধানমূলক আচরণ হবে।
ভার্নারে এবং ওয়াগনারের নতুন গবেষণার উপর ভিত্তি করে একটি গবেষণা তারা গত বছর প্রকাশ করেছে। তারা মাঝখানে একটি প্লাস্টিকের উল্লম্ব রড দিয়ে আগুনের পিঁপড়ার দলকে জলের বালতিতে ফেলে পরীক্ষা চালায় এবং তারপরে পরবর্তী আট ঘন্টায় পিঁপড়াদের ভেলা-বিল্ডিং আচরণ পর্যবেক্ষণ করে। ধারণাটি ছিল সময়ের সাথে সাথে ভেলাগুলি কীভাবে বিবর্তিত হয়েছিল তা পর্যবেক্ষণ করা। তারা লক্ষ্য করেছে যে ভেলাগুলি একই আকারে থাকে না। কখনও কখনও কাঠামোগুলি পিঁপড়ার ঘন বৃত্তে সংকুচিত হয়। অন্য সময়, পিঁপড়ারা ব্রিজ-সদৃশ এক্সটেনশন তৈরি করতে পাখা শুরু করে, কখনও কখনও পাত্র থেকে পালানোর জন্য তাদের ব্যবহার করে, পরামর্শ দেয় যে আচরণটি একটি বিবর্তনীয় সুবিধা দিতে পারে।
পিঁপড়ারা কীভাবে “ট্রেডমিলিং” নামে অভিহিত একটি প্রক্রিয়ার মাধ্যমে আকৃতিতে সেই পরিবর্তনগুলি অর্জন করেছিল তা দেখে দুজনেই মুগ্ধ হয়েছিলেন। ভেলাগুলি মূলত দুটি স্বতন্ত্র স্তর নিয়ে গঠিত। নীচের স্তরের পিঁপড়াগুলি একটি কাঠামোগত উদ্দেশ্যে কাজ করে, যা ভেলাটির স্থিতিশীল ভিত্তি তৈরি করে। কিন্তু উপরের স্তরের পিঁপড়াগুলি তাদের নীচের স্তরের ভাইদের সংযুক্ত দেহের উপরে অবাধে চলাচল করে। কখনও কখনও পিঁপড়া নিচ থেকে উপরের স্তরে বা উপরের থেকে নীচের স্তরে এমন একটি চক্রে চলে যায় যাকে ওয়াগনার “একটি ডোনাট আকৃতির ট্রেডমিল” বলে।
ওয়াগনার এবং ভার্নারে, 2022
ভার্নারে এবং ওয়াগনার নির্ধারণ করতে চেয়েছিলেন যে এই ট্রেডমিলিং আচরণটি পিঁপড়াদের দ্বারা একটি ইচ্ছাকৃত সিদ্ধান্ত ছিল কিনা বা এটি স্বতঃস্ফূর্তভাবে আবির্ভূত হয়েছে কিনা। তাই তারা 2000টি কণা (“এজেন্ট) সমন্বিত এজেন্ট-ভিত্তিক মডেলের একটি সিরিজ তৈরি করেছে যা প্রতিটি পৃথক পিঁপড়াকে প্রতিনিধিত্ব করে, জল নোডের একটি জালিতে সীমাবদ্ধ। এজেন্ট-পিঁপড়ার একটি জনসংখ্যা (সায়ানে দেখানো হয়েছে) কাঠামোগত বেস নেটওয়ার্ক তৈরি করেছে; অন্যান্য এজেন্ট-পিঁপড়া (লাল রঙে দেখানো হয়েছে) তাদের উপরে চলাচলের জন্য স্বাধীন ছিল।
পিঁপড়াগুলিকে একটি সাধারণ নিয়ম অনুসরণ করার জন্য প্রোগ্রাম করা হয়েছিল, যেমন অন্যান্য পিঁপড়ার সাথে সংঘর্ষ এড়ানো এবং জলে না পড়ে (“প্রান্ত জমার নিয়ম”)। তারপরে তারা সিমুলেশনগুলি খেলতে দেয়। এবং সিমুলেটেড পিঁপড়াগুলি তাদের বাস্তব-বিশ্বের প্রতিরূপের মতো আচরণ করেছিল।
উদাহরণস্বরূপ, যখন সক্রিয় এজেন্ট-পিঁপড়ারা ভেলার প্রান্তে পৌঁছে জলের সংস্পর্শে আসে, তখন তারা জলে না যাওয়া এড়িয়ে যায় যদি না প্রতিবেশী সক্রিয় এজেন্ট-পিঁপড়াদের দ্বারা তা করতে বাধ্য করা হয় — এবং তারপরে শুধুমাত্র যদি যথেষ্ট কাঠামোগত-সমর্থক পিঁপড়া থাকে। আঁকড়ে ধরতে সিমুলেশনগুলি সেতুর মতো প্রোট্রুশনগুলিকে স্বতঃস্ফূর্তভাবে তৈরি করেছে এবং গবেষকরা সেই গঠনগুলিকে পিঁপড়ার আপেক্ষিক কার্যকলাপের সাথে সংযুক্ত করতে সক্ষম হয়েছিল। পিঁপড়া যত বেশি সক্রিয় ছিল, প্রোট্রুশনগুলি তৈরি হতে শুরু করার সম্ভাবনা তত বেশি ছিল।
“এই প্রোট্রুশনের ডগায় থাকা পিঁপড়াগুলি প্রায় প্রান্ত থেকে জলে ধাক্কা দেয়, যা একটি পলাতক প্রভাবের দিকে পরিচালিত করে,” ওয়াগনার বলেছিলেন। এটা সম্ভব যে এই প্রোট্রুশনগুলি একটি ভেলায় থাকা আগুন পিঁপড়াদের জন্য তাদের পরিবেশ অনুসন্ধান করার একটি উপায়, সম্ভবত একটি লগ বা শুকনো জমির সন্ধান করছে।
“যদিও ফেরোমোনের মতো কিউইং ফ্যাক্টরগুলিকে বাতিল করা হয়নি এবং ভবিষ্যতে পরীক্ষামূলক গবেষণায় পরীক্ষা করা উচিত, এই মডেলটি সাধারণত স্থানীয় প্রক্রিয়া তৈরি করে যার মাধ্যমে অগ্নি পিঁপড়াগুলি কেন্দ্রীভূত নিয়ন্ত্রণ বা উদ্দেশ্যমূলক উদ্দেশ্য ছাড়াই ট্রেডমিলিং এবং প্রোট্রুশন বৃদ্ধি অর্জন করতে পারে,” লেখক উপসংহারে এসেছিলেন। এটি বলেছে, তারা স্বীকার করে যে এটি একটি সমজাতীয় মডেল, এবং ট্রেডমিলিং আচরণ এবং প্রোট্রুশনের উত্থান নিয়ন্ত্রণকারী একাধিক নিয়মের সেট থাকার সম্ভাবনা রয়েছে – তাদের গবেষণার আরেকটি ভবিষ্যতের ফোকাস।
DOI: PLOS কম্পিউটেশনাল বায়োলজি, 2022। 10.1371 / journal.pcbi.1009869 (DOI সম্পর্কে)।