Bên trong một đàn kiến - Deborah M. Gordon

Xem bài học chi tiết tại: http://ed.ted.com/lessons/inside-the-ant-colony-deborah-m-gordon

Kiến là một trong số những loài có cấu trúc xã hội phức tạp nhất trong thế giới động vật; chúng sống theo đàn và có sự phân chia thành viên dựa trên vai trò của mỗi cá thể. Điều này nghe có quen không? Deborah M.Gordon sẽ nói về cách thức mà sinh vật phi thường này sinh sản, giao tiếp, và tìm kiếm thức ăn, cũng như những gì mà ta có thể học hỏi từ hành vi của chúng.

Bài giảng được thực hiện bởi Deborah M. Gordon, minh họa bởi Steve Belfer Creative Inc.

Hãy nghĩ về những điều
cần phải xảy ra

để giúp cho xã hội
loài người phát triển:

có được thức ăn,

xây nhà,

nuôi dạy con cái
và v.v.

Cần phải có kế hoạch
để phân chia tài nguyên,

tổ chức các nguồn lực

và phân bổ lao động hiệu quả.

Bây giờ, hãy tưởng tượng
một xã hội không có kế hoạch

hay giao tiếp bậc cao nào.

Chào mừng đến với
Xã hội loài Kiến.

Là một trong các loài
có tổ chức xã hội phức tạp nhất

trong thế giới loài vật,

kiến thường sống theo đàn

và phân loại thành viên

dựa trên vai trò
của từng cá thể.

Mặc dù nghe có vẻ giống với
xã hội loài người,

tổ chức này không được lập ra bởi
bất kỳ quyết định bậc cao nào,

mà là một phần của
vòng sinh học được lập trình.

Ở nhiều loài,

tất cả kiến đực và
kiến chúa có cánh

từ các đàn lân cận

rời tổ

và gặp nhau
tại một nơi trung gian để giao phối,

tsử dụng pheromone
để chỉ cho nhau địa điểm.

Sau khi giao phối,
con đực sẽ chết,

trong khi con cái cố gắng
lập một bầy mới.

Rất ít trong số này tìm được
nơi định cư thích hợp,

mất đi đôi cánh,

và bắt đầu đẻ trứng

đã được thụ thai có chọn lọc
với tinh trùng giữ lại lúc giao phối.

Trứng được thụ thai
sẽ trở thành kiến thợ cái

có nhiệm vụ chăm sóc
kiến chúa và trứng kiến.

Chúng bảo vệ đàn kiến,
tìm kiếm thức ăn.

Trong khi đó, trứng không được thụ tinh
sẽ trở thành kiến đực,

có nhiệm vụ duy nhất
là chờ tới ngày được rời tổ

để sinh sản và bắt đầu một chu kỳ mới.

Vậy, kiến thợ ra quyết định
làm gì,khi nào và như thế nào?

Không hẳn là thế.

Mặc dù không có
cách thức giao tiếp,

chúng tương tác thông qua

va chạm, âm thanh và tín hiệu hóa học.

Các kích thích này
đảm nhiệm rất nhiều việc

từ cảnh báo
nếu trong đàn có một con bị giết,

đến báo hiệu khi nào
kiến chúa sẽ ngừng sinh sản.

Tuy nhiên, sức mạnh tập thể của đàn kiến

thể hiện rõ ràng và hiệu quả
qua việc thăm dò các khu vực rộng lớn

mà không cần phải
lên kế hoạch trước.

Hầu hết các loài kiến
đều không nhìn thấy ánh sáng

và chỉ ngửi được những thứ
ở các vùng phụ cận.

Cộng với việc thiếu tổ chức bậc cao

ắt hẳn chúng phải là
những kẻ khám phá vụng về.

Tuy nhiên, một cách
đơn giản mà hiệu quả

để tối ưu hóa việc tìm kiếm,
đó là:

thay đổi kiểu chuyển động

dựa trên tương tác cá nhân.

Khi hai cá thể gặp gỡ,

chúng hiểu ý nhau bằng cách
chạm râu.

Nếu trong đàn có quá nhiều kiến,
điều này sẽ thường xảy ra hơn,

buộc chúng trả lời
bằng cách di chuyển

theo các đường ngoằn ngoèo, ngẫu nhiên
để tìm kiếm kỹ hơn.

Với các vùng lớn hơn, và ít kiến hơn,
việc gặp gỡ thế này cũng ít hơn.

Chúng thường bò theo đường thẳng
để mở rộng vùng kiểm soát .

Trong khi thăm dò xung quanh
như thế này,

kiến có thể bắt gặp bất cứ thứ gì,

từ các mối đe dọa
tới địa điểm chuyển chỗ.

Một số loài còn có
sức mạnh khác, đó là "tuyển quân".

Khi một con trong bầy
tình cờ tìm được thức ăn,

nó sẽ đánh dấu đường đi bằng một
mùi hương đặc biệt và sẽ quay lại.

Đồng loại của nó sẽ đi theo
đường có mùi hương này,

và tạo ra đường mới mỗi lần
chúng quay lại tìm thức ăn.

Khi thức ăn ở đó đã hết,

chúng ngừng đánh dấu đường đi
khi quay lại.

Mùi hương bay đi và kiến sẽ
không còn bị thu hút bởi con đường đó nữa.

Thực tế, những cách tìm kiếm
và thu nhận thức ăn nguyên thủy này

rất hữu ích và đã được
áp dụng với các mẫu máy tính

để đạt được giải pháp tối ưu
từ các yếu tố phi tập trung,

làm việc ngẫu nhiên và trao đổi
thông tin đơn giản.

Điều này đã được áp dụng rất nhiều
trên lý thuyết và thực tiễn ,

từ giải bài toán nổi tiếng
về người bán hàng và khoảng cách,

đến lên kế hoạch cho tác vụ máy tính
và tối ưu hóa tìm kiếm trên Internet,

hay giúp các nhóm robot
dò tìm bãi mìn,

tòa nhà đang cháy, mà không cần
bất kỳ sự kiểm soát tập trung nào.

Có thể quan sát trực tiếp các tiến trình
cực đơn giản mà hiệu quả này thông qua

một vài thí nghiệm đơn giản,

như thả kiến vào các khoảng trống
có hình dạng khác nhau

và quan sát hành vi của chúng.

Kiến có thể không biết bầu cử,
họp hành hay thậm chí lên kế hoạch,

nhưng con người vẫn có thể
học hỏi nhiều điều

từ loài vật đơn giản này

trong việc hoạt động hiệu quả
theo những cách phức tạp.