TED2014
Deborah Gordon: What ants teach us about the brain, cancer and the Internet
دبورا گوردن: آنچه مورچه‌ها درباره مغز، سرطان و اینترنت به ما می‌آموزند
Filmed:
Readability: 4.5
1,481,089 views
دبورا گوردن زیستشناس به مطالعه روی مورچه‌ها میپردازد، در هرجا که بتواند پیدایشان کند-- بیابان، مناطق استوایی و در آشپزخانهاش...در سخنرانی جذاب، وی از علاقه بیحدش به این حشراتی میگوید که بیشتر ما احتمالا سرخوشانه و بدون لحظهای تعمق جارویشان کنیم. او استدلال می‌کند که زندگی مورچه الگوی مفیدی را برای یاد گرفتن درباره موضاعات بسیار دیگر از جمله بیماریها، فناوری و مغز انسان ارائه می‌کند.
Deborah Gordon - Ecologist
By studying how ant colonies work without any one leader, Deborah Gordon has identified striking similarities in how ant colonies, brains, cells and computer networks regulate themselves. Full bio
By studying how ant colonies work without any one leader, Deborah Gordon has identified striking similarities in how ant colonies, brains, cells and computer networks regulate themselves. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:13
I study ants
0
1099
1619
من روی مورچه‌ها مطالعه میکنم
00:14
in the desert, in the tropical forest
1
2718
3297
در صحرا،
در جنگلهای استوایی
در جنگلهای استوایی
00:18
and in my kitchen,
2
6015
1528
و در آشپزخانه خودم
00:19
and in the hills around Silicon Valley where I live.
3
7543
4020
و در تپه های اطراف دره سیلیکن که آنجا زندگی میکنم.
( ناحیه ای در جنوب شرق سان فرانسیسکو که شرکت های کامپیوتری متمرکز هستند)
( ناحیه ای در جنوب شرق سان فرانسیسکو که شرکت های کامپیوتری متمرکز هستند)
00:23
I've recently realized that ants
4
11563
1676
به تازگی فهمیدم که که مورچه‌ها
00:25
are using interactions differently
5
13239
2278
از ارتباطات متقابل به طور متفاوتی
00:27
in different environments,
6
15517
1828
در محیطهای مختلف استفاده می‌کنند
و این
و این
00:29
and that got me thinking
that we could learn from this
that we could learn from this
7
17345
2000
باعث شد فکر کنم
که ما میتوانیم از این موضوع
که ما میتوانیم از این موضوع
00:31
about other systems,
8
19345
1555
درباره بقیه سیستمها یاد بگیریم،
00:32
like brains and data networks that we engineer,
9
20900
5588
مانند مهندسی مغزها و شبکه داده‌ها
00:38
and even cancer.
10
26488
2846
و حتی سرطان.
00:41
So what all these systems have in common
11
29334
1752
وجه اشتراک تمام این سیستمها
00:43
is that there's no central control.
12
31086
2857
نداشتن نظارت و کنترل مرکزی است.
00:45
An ant colony consists of sterile female workers --
13
33943
3820
گروه مورچه‌ها شامل کارگرهای
مونث عقیم است--
مونث عقیم است--
00:49
those are the ants you see walking around —
14
37763
2386
همان مورچه‌هایی که در اطراف ما
حرکت می‌کنند--
حرکت می‌کنند--
00:52
and then one or more reproductive females
15
40149
2156
و همچنین یک یا چند مورچه مونث مولد
00:54
who just lay the eggs.
16
42305
2103
که فقط تخم می‌گذارند.
00:56
They don't give any instructions.
17
44408
2009
آنها هیچ دستوری نمیدهند.
00:58
Even though they're called queens,
18
46417
1984
با این که مورچه‌های ملکه به حساب می‌آیند
01:00
they don't tell anybody what to do.
19
48401
2165
به هیچکس نمی‌گویند که چه کار کنند.
01:02
So in an ant colony, there's no one in charge,
20
50566
3276
پس در گروه مورچه‌ها هیچکس مسئول نیست
01:05
and all systems like this without central control
21
53842
2778
و همه سیستمهای بدون کنترل مرکزی مانند این
01:08
are regulated using very simple interactions.
22
56620
3919
با رفتارهای متقابل بسیار ساده‌ای
تنظیم شده‌اند.
تنظیم شده‌اند.
01:12
Ants interact using smell.
23
60549
2727
مورچه‌ها با بو کردن ارتباط برقرار می‌کنند.
01:15
They smell with their antennae,
24
63276
2187
آنها با شاخک‌هایشان بو می‌کنند
01:17
and they interact with their antennae,
25
65463
2761
و با شاخک‌هایشان ارتباط برقرار می‌کنند.
01:20
so when one ant touches another with its antennae,
26
68224
3009
وقتی یک مورچه دیگری را
با شاخک‌هایش لمس می‌کند،
با شاخک‌هایش لمس می‌کند،
01:23
it can tell, for example, if the other ant
27
71233
1607
مثلا میتواند بگوید که با آن مورچه دیگر
01:24
is a nestmate
28
72840
1634
هم آشیانه است
01:26
and what task that other ant has been doing.
29
74474
4236
و مورچ دیگر چه وظیفه‌ای را
انجام میداده است.
انجام میداده است.
01:30
So here you see a lot of ants moving around
30
78710
3200
اینجا تعداد زیادی مورچه می‌بینید
که حرکت می‌کنند
که حرکت می‌کنند
01:33
and interacting in a lab arena
31
81910
1933
و در محیط آزمایشگاه ارتباط برقرار می‌کنند
01:35
that's connected by tubes to two other arenas.
32
83843
3438
که با لوله به دو محیط دیگر متصل است.
01:39
So when one ant meets another,
33
87281
2504
وقتی یک مورچه، با دیگری مواجه میشود
01:41
it doesn't matter which ant it meets,
34
89785
2089
فرقی نمی‌کند با کدام مورچه مواجه میشود،
01:43
and they're actually not transmitting
35
91874
1885
و آنها در واقع
01:45
any kind of complicated signal or message.
36
93759
3465
هیچ گونه سیگنال پیچیده
یا پیامی ارسال نمی‌کنند.
یا پیامی ارسال نمی‌کنند.
01:49
All that matters to the ant is the rate
37
97224
2111
تنها چیز مهم برای مورچه
01:51
at which it meets other ants.
38
99335
2821
میزان مواجه با دیگر مورچه‌ها است.
01:54
And all of these interactions, taken together,
39
102156
2757
و تمام این ارتباطات که باهم اتفاق می‌افتند
01:56
produce a network.
40
104913
2505
یک شبکه را به وجود میآورند.
01:59
So this is the network of the ants
41
107418
2210
پس این شبکه‌ای از مورچه‌هاست
02:01
that you just saw moving around in the arena,
42
109628
2644
که شما فقط حرکتش را در اطراف محیط دیدید
02:04
and it's this constantly shifting network
43
112272
3287
و همین شبکه دائما درحال تغییر
02:07
that produces the behavior of the colony,
44
115559
2520
رفتار گروه را شکل می‌دهد،
02:10
like whether all the ants are hiding inside the nest,
45
118079
2881
که آیا همه مورچه‌ها توی آشیانه پنهانند یا
02:12
or how many are going out to forage.
46
120960
2694
چه تعداد برای جست وجوی غذا بیرون میروند.
02:15
A brain actually works in the same way,
47
123654
1759
مغز درحقیقت با روشی مشابه کار می‌کند،
02:17
but what's great about ants is
48
125413
1500
اما مطلب مهم درباره مورچه‌ها
02:18
that you can see the whole network as it happens.
49
126913
4867
این است که میتوانید کل شبکه را
همانطور که اتفاق میافتد ببینید.
همانطور که اتفاق میافتد ببینید.
02:23
There are more than 12,000 species of ants,
50
131780
3100
بیش از ۱۲٫۰۰۰ نوع مورچه
02:26
in every conceivable environment,
51
134880
2125
در هر محیطی که تصور کنید وجود دارند،
02:29
and they're using interactions differently
52
137005
2649
که رفتارهای متقابل متفاوتی را
02:31
to meet different environmental challenges.
53
139654
2768
برای مواجهه با چالشهای محیطی متفاوت
استفاده می‌کنند.
استفاده می‌کنند.
02:34
So one important environmental challenge
54
142422
2305
یک چالش محیطی مهم
02:36
that every system has to deal with
55
144727
1870
که هر سیستم باید از پس آن برآید
02:38
is operating costs, just what it takes
56
146597
2083
اداره هزینه‌هاست، دقیقا همان قدری که
02:40
to run the system.
57
148680
2265
برای اداره کردن سیستم لازم است.
02:42
And another environmental challenge is resources,
58
150945
2548
چالش محیطی دیگر ، منابع هستند
02:45
finding them and collecting them.
59
153493
2336
یعنی پیدا کردن و جمع آوری آنها.
02:47
In the desert, operating costs are high
60
155829
2783
در صحرا، اداره هزینه‌ها سخت است
02:50
because water is scarce,
61
158612
1773
چون آب کم است
02:52
and the seed-eating ants that I study in the desert
62
160385
2499
و مورچه‌های دانهخور مورد مطالعه من
در صحرا
در صحرا
02:54
have to spend water to get water.
63
162884
2900
باید آب مصرف کنند تا آب به دست آورند.
02:57
So an ant outside foraging,
64
165784
2139
پس مورچه جستجو کننده در بیرون
02:59
searching for seeds in the hot sun,
65
167923
2037
که در آفتاب داغ دنبال دانه می گردد
03:01
just loses water into the air.
66
169960
2007
آب از دست می‌دهد.
03:03
But the colony gets its water
67
171967
1664
اما گروه آب مورد نیازش را
03:05
by metabolizing the fats out of the seeds
68
173631
1766
با بیرون آوردن چربی از دانه‌هایی
03:07
that they eat.
69
175397
1934
که میخورند، به دست می‌آورد.
03:09
So in this environment, interactions are used
70
177331
3159
پس در این محیط،
ارتباطات برای به راه انداختن
ارتباطات برای به راه انداختن
03:12
to activate foraging.
71
180490
1549
جستجوی غذا به کار میروند.
03:14
An outgoing forager doesn't go out unless
72
182039
2264
یک مورچه کاوشگر بیرون نمیرود مگر این که
03:16
it gets enough interactions with returning foragers,
73
184303
2573
با کاوشگرهای در حال بازگشت
ارتباط برقرار کند،
ارتباط برقرار کند،
03:18
and what you see are the returning foragers
74
186876
1990
آنچه می‌بینید کاوشگرهای در حال بازگشتند
03:20
going into the tunnel, into the nest,
75
188866
1824
که داخل تونل میروند،
تا به آشیانه بروند
تا به آشیانه بروند
03:22
and meeting outgoing foragers on their way out.
76
190690
2636
و کاوشگرهای در حال خروج را
سر راهشان می‌بینند.
سر راهشان می‌بینند.
03:25
This makes sense for the ant colony,
77
193326
1623
این برای گروه مورچه ها معنایی دارد
03:26
because the more food there is out there,
78
194949
2323
هرچقدر غذا در بیرون بیشتر باشد
03:29
the more quickly the foragers find it,
79
197272
1851
کاوشگرها سریع تر آن را پیدا می‌کنند
03:31
the faster they come back,
80
199123
1236
و سریع تر برمیگردند
03:32
and the more foragers they send out.
81
200359
2801
و کاوشگرهای بیشتری را بیرون میفرستند.
03:35
The system works to stay stopped,
82
203160
2507
سیستم کار می‌کند تا متوقف بماند
03:37
unless something positive happens.
83
205667
2015
مگر این که اتفاق خوبی بیفتد.
03:39
So interactions function to activate foragers.
84
207682
3881
ارتباطات برای فعال کردن کاوشگرها
به کار میروند.
به کار میروند.
03:43
And we've been studying
the evolution of this system.
the evolution of this system.
85
211563
2907
و ما سیر تکاملی این سیستم را
مطالعه کردهایم.
مطالعه کردهایم.
03:46
First of all, there's variation.
86
214470
1091
اول از همه،
تغییر پذیری وجود دارد.
تغییر پذیری وجود دارد.
03:47
It turns out that colonies are different.
87
215561
2479
که موجب متغیر بودن گروهها می شود.
03:50
On dry days, some colonies forage less,
88
218040
2696
در روزهای خشک
بعضی گروهها کمتر دنبال غذا میگردند
بعضی گروهها کمتر دنبال غذا میگردند
03:52
so colonies are different in how
89
220736
1505
گروهها در چگونگی
03:54
they manage this trade-off
90
222241
1354
ایجاد توازن
03:55
between spending water to search for seeds
91
223595
3168
بین مصرف آب برای کاوش دانهها
03:58
and getting water back in the form of seeds.
92
226763
3320
و برگرداندن آب از طریق دانهها متفاوتند.
04:02
And we're trying to understand why
93
230083
1719
و تلاش میکنیم که بفهمیم
04:03
some colonies forage less than others
94
231802
2140
چرا بعضی گروهها کمتر از بقیه کاوش می‌کنند
04:05
by thinking about ants as neurons,
95
233942
2325
با درنظر گرفتن مورچه‌ها به عنوان نورونها
04:08
using models from neuroscience.
96
236267
2338
با استفاده از مدلهای علوم عصبی
04:10
So just as a neuron adds up its stimulation
97
238605
2674
هنگامی که یک نورون توسط نورونهای دیگر
04:13
from other neurons to decide whether to fire,
98
241279
2006
تحریک میشود که برای برانگیختن تصمیم بگیرد
04:15
an ant adds up its stimulation from other ants
99
243285
2885
مشابها مورچه
توسط مورچه‌های دیگر تحریک میشود
توسط مورچه‌های دیگر تحریک میشود
04:18
to decide whether to forage.
100
246170
2023
که برای جستجوی غذا تصمیم بگیرد.
04:20
And what we're looking for is whether there might be
101
248193
1637
و ما دنبال این هستیم
04:21
small differences among colonies
102
249830
1992
که آیا ممکن است
تفاوتهای کوچکی بین گروهها
تفاوتهای کوچکی بین گروهها
04:23
in how many interactions each ant needs
103
251822
3314
در ارتباطات مورد نیاز هر مورچه
قبل از
قبل از
04:27
before it's willing to go out and forage,
104
255136
1926
تمایل به بیرون رفتن و کاوش غذا باشد
04:29
because a colony like that would forage less.
105
257062
3767
زیرا چنین گروهی
کمتر برای غذا کاوش خواهد کرد.
کمتر برای غذا کاوش خواهد کرد.
04:32
And this raises an analogous question about brains.
106
260829
3139
و این،
سوالی مشابه را درباره مغز به وجود می‌آورد.
سوالی مشابه را درباره مغز به وجود می‌آورد.
04:35
We talk about the brain,
107
263968
1412
ما درباره مغز صحبت میکنیم
04:37
but of course every brain is slightly different,
108
265380
2890
اما قطعا هر مغز کمی متفاوت است
04:40
and maybe there are some individuals
109
268270
1379
و شاید بعضی افراد باشند
04:41
or some conditions
110
269649
1319
یا بعضی شرایط که در آنها
04:42
in which the electrical properties of neurons are such
111
270968
3222
ویژگیهای الکتریکی نورونها به گونه ایست که
04:46
that they require more stimulus to fire,
112
274190
3870
محرکهای بیشتری نیاز دارند
تا برانگیخته شوند که
تا برانگیخته شوند که
04:50
and that would lead to differences in brain function.
113
278060
3726
منجر به تفاوتهایی در کارکرد مغز میشود.
04:53
So in order to ask evolutionary questions,
114
281786
2334
برای پرسیدن سوالات تکاملی
04:56
we need to know about reproductive success.
115
284120
2679
باید درمورد کامیابی تناسلی بدانیم.
04:58
This is a map of the study site
116
286799
2325
این یک نقشه از موقعیت مطالعه است
05:01
where I have been tracking this population
117
289124
2553
از جایی که این جمعیت از گروههای مورچه‌های
05:03
of harvester ant colonies for 28 years,
118
291677
3293
برداشت کننده غذا را ۲۸ سال دنبال میکردم
05:06
which is about as long as a colony lives.
119
294970
2262
که تقریبا هم اندازه عمر یک گروه است.
05:09
Each symbol is a colony,
120
297232
2099
هر نماد یک گروه است
05:11
and the size of the symbol is
how many offspring it had,
how many offspring it had,
121
299331
3266
و اندازه نماد نماینده تعداد فرزندان آن است
05:14
because we were able to use genetic variation
122
302597
1913
چون میتوانستیم ازتنوع ژنتیکی برای
05:16
to match up parent and offspring colonies,
123
304510
2711
مطابقت دادن گروههای والد و فرزند
استفاده کنیم
استفاده کنیم
05:19
that is, to figure out which colonies
124
307221
3297
توانستیم بفهمیم که کدام گروهها
05:22
were founded by a daughter queen
125
310518
1925
توسط ملکه دختر بوجود آمدهاند
05:24
produced by which parent colony.
126
312443
2068
و توسط کدام گروه والد.
05:26
And this was amazing for me, after all these years,
127
314511
2002
بعد از تمام این سالها ، برایم جذاب بود که
05:28
to find out, for example, that colony 154,
128
316513
3128
بفهمم، مثلا گروه شماره ۱۵۴
05:31
whom I've known well for many years,
129
319641
2176
که سالهاست به خوبی آن را میشناسم
05:33
is a great-grandmother.
130
321817
1819
مادر مادربزرگ است.
05:35
Here's her daughter colony,
131
323636
1740
و این گروه، دختر اوست
05:37
here's her granddaughter colony,
132
325376
2684
و این، نوه او است
05:40
and these are her great-granddaughter colonies.
133
328060
2392
و اینها، دخترهای نوه او هستند.
05:42
And by doing this, I was able to learn
134
330452
2025
با این کار، قادر بودم که بفهمم
05:44
that offspring colonies resemble parent colonies
135
332477
3283
که گروههای فرزند همانند گروههای والدند
05:47
in their decisions about which days are so hot
136
335760
2217
در تصمیماتشان در مورد روزهای گرم
05:49
that they don't forage,
137
337977
1778
که به دنبال غذا نروند
05:51
and the offspring of parent colonies
138
339755
1464
و فرزندان گروههای والد
05:53
live so far from each other that the ants never meet,
139
341219
2906
آنقدر از هم دورند که مورچه‌ها
هرگز با یکدیگر مواجه نمیشوند
هرگز با یکدیگر مواجه نمیشوند
05:56
so the ants of the offspring colony
140
344125
2289
پس مورچه‌های گروه فرزند نمیتوانند
05:58
can't be learning this from the parent colony.
141
346414
2244
این را از گروه مادر یاد گرفته باشند.
06:00
And so our next step is to look
142
348658
1381
در نتیجه قدم بعدی ما اینست که
06:02
for the genetic variation
underlying this resemblance.
underlying this resemblance.
143
350039
5276
به دنبال تنوع ژنتیکی
به عنوان اساس این شباهت بگردیم.
به عنوان اساس این شباهت بگردیم.
06:07
So then I was able to ask, okay, who's doing better?
144
355315
4125
سپس قادر بودم بپرسم که خب ،
چه کسی بهتر عمل می کند؟
چه کسی بهتر عمل می کند؟
06:11
Over the time of the study,
145
359440
1460
در طول زمان مطالعه
06:12
and especially in the past 10 years,
146
360900
1465
و به خصوص در ۱۰ سال گذشته
06:14
there's been a very severe and deepening drought
147
362365
3308
یک خشک سالی طاقت فرسا و شدید
06:17
in the Southwestern U.S.,
148
365673
2127
در جنوب غربی ایالات متحده وجود داشته است
06:19
and it turns out that the
colonies that conserve water,
colonies that conserve water,
149
367800
3053
و این معلوم است که
گروههایی که آب نگه میدارند
گروههایی که آب نگه میدارند
06:22
that stay in when it's really hot outside,
150
370853
4429
و در زمانی که بیرون بسیار گرم است
داخل میمانند
داخل میمانند
06:27
and thus sacrifice getting as much food as possible,
151
375282
2632
و بدین ترتیب قربانی
گرفتن حداکثر مقدار ممکن غذا میشوند
گرفتن حداکثر مقدار ممکن غذا میشوند
06:29
are the ones more likely to have offspring colonies.
152
377914
2945
گروههایی هستند که
بیشتر ممکن است گروههای فرزند داشته باشند.
بیشتر ممکن است گروههای فرزند داشته باشند.
06:32
So all this time, I thought that colony 154
153
380859
2269
تمام این مدت فکر میکردم گروه ۱۵۴
06:35
was a loser, because on really dry days,
154
383128
2670
یک بازنده است
زیرا در روزهای بسیار گرم
زیرا در روزهای بسیار گرم
06:37
there'd be just this trickle of foraging,
155
385798
1868
کاوش غذای بسیار کمی داشتند
06:39
while the other colonies were out
156
387666
1591
درحالی که بقیه گروهها
بیرون بودند
بیرون بودند
06:41
foraging, getting lots of food,
157
389257
2117
دنبال غذا بودند
غذای بسیاری به دست میآوردند،
غذای بسیاری به دست میآوردند،
06:43
but in fact, colony 154 is a huge success.
158
391374
3020
اما در واقع، گروه ۱۵۴ برنده بزرگ بود.
06:46
She's a matriarch.
159
394394
1332
او یک گروه مادر است.
06:47
She's one of the rare great-grandmothers on the site.
160
395726
3052
یکی از
معدود مادرمادربزرگ های این مکان است.
معدود مادرمادربزرگ های این مکان است.
06:50
To my knowledge, this is the first time
161
398778
2785
بر اساس اطلاعات من ، این اولین بار است
06:53
that we've been able to track
162
401563
1639
که ما توانستهایم سیر تکاملی مداوم
06:55
the ongoing evolution of collective behavior
163
403202
3001
یک رفتار جمعی را
06:58
in a natural population of animals
164
406203
2117
در یک جمعیت طبیعی حیوانات دنبال کنیم
07:00
and find out what's actually working best.
165
408320
4657
و بفهمیم کدامیک
واقعا بهترین عملکرد را دارد.
واقعا بهترین عملکرد را دارد.
07:04
Now, the Internet uses an algorithm
166
412977
2421
اینترنت از یک الگوریتم برای
07:07
to regulate the flow of data
167
415398
2853
تنظیم کردن گردش داده‌ها استفاده می‌کند
07:10
that's very similar to the one
168
418251
2227
که بسیار شبیه به
07:12
that the harvester ants are using to regulate
169
420478
2376
مورچه‌های برداشت کنندهایست که
07:14
the flow of foragers.
170
422854
1541
گردش کاوشگرها را تنظیم می‌کنند.
07:16
And guess what we call this analogy?
171
424395
3366
حدس بزنید به این شباهت چه میگوییم؟
07:19
The anternet is coming.
172
427761
1518
«اَنترنت» در حال آمدن است
07:21
(Applause)
173
429279
1721
(تشویق حاضرین)
07:23
So data doesn't leave the source computer
174
431000
3454
داده‌ها، رایانه مرجع را ترک نمی‌کند
07:26
unless it gets a signal that there's enough bandwidth
175
434454
2861
مگر این که سیگنالی مبنی بر اینکه
پهنای باند کافی
پهنای باند کافی
07:29
for it to travel on.
176
437315
2729
برای رفتنش وجود دارد، دریافت کند.
07:32
In the early days of the Internet,
177
440044
1441
در اوایل عصر اینترنت
07:33
when operating costs were really high
178
441485
2274
که اداره هزینه‌ها واقعا بالا بود
07:35
and it was really important not to lose any data,
179
443759
3227
و از دست ندادن هیچ یک از داده‌ها
بسیار مهم بود
بسیار مهم بود
07:38
then the system was set up for interactions
180
446986
2157
سیستم تنظیم شده بود تا برپایه ارتباطات
07:41
to activate the flow of data.
181
449143
3062
گردش داده‌ها را فعال کند.
07:44
It's interesting that the ants are using an algorithm
182
452205
2385
جالب است که مورچه‌ها
از الگوریتمی استفاده می‌کنند
از الگوریتمی استفاده می‌کنند
07:46
that's so similar to the one that we recently invented,
183
454590
3896
که بسیار شبیه الگوریتمی است
که ما جدیدا آن را ابداع کردیم
که ما جدیدا آن را ابداع کردیم
07:50
but this is only one of a handful of ant algorithms
184
458486
2953
اما این، یکی از
معدود الگوریتمهای مورچه هاست
معدود الگوریتمهای مورچه هاست
07:53
that we know about,
185
461439
1419
که از آن اطلاع داریم
07:54
and ants have had 130 million years
186
462858
3193
و مورچه‌ها ۱۳۰ میلیون سال وقت داشتند
07:58
to evolve a lot of good ones,
187
466051
2026
که الگوریتمهای خوب بسیاری را به دست آورند
08:00
and I think it's very likely
188
468077
1506
و فکر میکنم که بسیار محتمل است
08:01
that some of the other 12,000 species
189
469583
2557
که بعضی از ۱۲٫۰۰۰ گونههای دیگر
08:04
are going to have interesting algorithms
190
472140
2697
حتما الگوریتمهای جالب دیگری
08:06
for data networks
191
474837
1024
برای شبکههای داده
08:07
that we haven't even thought of yet.
192
475861
2697
دارند که هنوز ما حتی به آن فکر نکردهایم.
08:10
So what happens when operating costs are low?
193
478558
3085
حالا هنگامی که اداره هزینه‌ها آسان است
چه اتفاقی میافتد؟
چه اتفاقی میافتد؟
08:13
Operating costs are low in the tropics,
194
481643
1787
اداره هزینه‌ها در
مناطق استوایی آسان است
مناطق استوایی آسان است
08:15
because it's very humid, and it's easy for the ants
195
483430
2096
زیرا هوا بسیار مرطوب است
و برای مورچه ها آسان است
و برای مورچه ها آسان است
08:17
to be outside walking around.
196
485526
2824
که در بیرون حرکت کنند.
08:20
But the ants are so abundant
197
488350
1653
اما مورچه‌ها در مناطق استوایی
08:22
and diverse in the tropics
198
490003
1818
بسیار زیاد و گوناگون هستند
08:23
that there's a lot of competition.
199
491821
2598
پس رقابت بسیار بالاست.
08:26
Whatever resource one species is using,
200
494419
1952
هر منبعی که یک گونه
درحال استفاده از آن است
درحال استفاده از آن است
08:28
another species is likely to be using that
201
496371
3172
گونههای دیگر هم متمایل هستند از آن
08:31
at the same time.
202
499543
2379
به طور همزمان استفاده کنند.
08:33
So in this environment, interactions are used
203
501922
2608
پس در این محیط از ارتباطات
08:36
in the opposite way.
204
504530
1945
در راه مخالف استفاده میشود.
08:38
The system keeps going
205
506475
1395
سیستم این مسیر را
ادامه می‌دهد
ادامه می‌دهد
08:39
unless something negative happens,
206
507870
1554
مگر اینکه اتفاق بدی رخ دهد
08:41
and one species that I study makes circuits
207
509424
2167
یکی از گونههایی که
آنرا مطالعه میکنم مدارهایی
آنرا مطالعه میکنم مدارهایی
08:43
in the trees of foraging ants
208
511591
2159
روی درخت درست می‌کند
از مورچه‌های کاوشگری که
از مورچه‌های کاوشگری که
08:45
going from the nest to a food source and back,
209
513750
2981
بین لانه و منبع غذا رفت و آمد می‌کنند
08:48
just round and round,
210
516731
1329
کاملا گرد و دایرهوار
08:50
unless something negative happens,
211
518060
1442
مگر اینکه اتفاق بدی رخ دهد
08:51
like an interaction
212
519502
1609
مثلا ارتباطی
08:53
with ants of another species.
213
521111
2739
با مورچه‌های گونه های دیگر.
08:55
So here's an example of ant security.
214
523850
2937
این یک مثال از
تامین امنیت مورچه است.
تامین امنیت مورچه است.
08:58
In the middle, there's an ant
215
526787
1858
در وسط
یک مورچه حضور دارد
یک مورچه حضور دارد
09:00
plugging the nest entrance with its head
216
528645
2463
که ورودی لانه را با سرش بسته است
09:03
in response to interactions with another species.
217
531108
2993
در پاسخ به تعاملات با گونههای دیگر.
09:06
Those are the little ones running around
218
534101
1659
آنها مورچه‌های کوچکی هستند که
09:07
with their abdomens up in the air.
219
535760
2751
با شکم هایی در هوا میدوند.
09:10
But as soon as the threat is passed,
220
538511
2046
اما هنگامی که
تهدید برطرف شد
تهدید برطرف شد
09:12
the entrance is open again,
221
540557
2755
ورودی دوباره باز میشود
09:15
and maybe there are situations
222
543312
1790
و شاید حالتهایی
09:17
in computer security
223
545102
1089
در امنیت رایانه باشند
09:18
where operating costs are low enough
224
546191
2206
که اداره هزینه‌ها
به اندازهای کم است
به اندازهای کم است
09:20
that we could just block access temporarily
225
548397
3375
که ما میتوانیم
دسترسی را موقتا ببندیم
دسترسی را موقتا ببندیم
09:23
in response to an immediate threat,
226
551772
2193
در پاسخ به یک تهدید آنی
09:25
and then open it again,
227
553965
2026
و سپس آن را دوباره باز کنیم
09:27
instead of trying to build
228
555991
1269
به جای تلاش برای ساختن
09:29
a permanent firewall or fortress.
229
557260
3980
یک فایروال دایمی یا یک دژ.
09:33
So another environmental challenge
230
561240
1940
یکی دیگر از چالشهای محیطی که
09:35
that all systems have to deal with
231
563180
1695
همه سیستمها
مجبورند آن را اداره کنند
مجبورند آن را اداره کنند
09:36
is resources, finding and collecting them.
232
564875
5452
یافتن و جمع آوری منابع است.
09:42
And to do this, ants solve the problem
233
570327
1673
و برای انجام این کار، مورچه‌ها مشکل
09:44
of collective search,
234
572000
1258
جستجوی جمعی
را حل می‌کنند
را حل می‌کنند
09:45
and this is a problem that's of great interest
235
573258
1576
این مشکلی است که هم اکنون
09:46
right now in robotics,
236
574834
1484
در رباتیک مورد توجه بسیاری است
09:48
because we've understood that,
237
576318
1732
زیرا ما فهمیدهایم که
09:50
rather than sending a single,
238
578050
1614
به جای فرستادن
09:51
sophisticated, expensive robot out
239
579664
3495
یک ربات پیچیده و پرهزینه
09:55
to explore another planet
240
583159
1417
برای اکتشاف در سیاره دیگر
09:56
or to search a burning building,
241
584576
2567
یا جستجو در یک
ساختمان درحال حریق
ساختمان درحال حریق
09:59
that instead, it may be more effective
242
587143
2600
شاید مفیدتر باشد که
10:01
to get a group of cheaper robots
243
589743
4377
گروهی از رباتهای کم هزینهتر را
10:06
exchanging only minimal information,
244
594120
2545
که اطلاعات اندکی تبادل می‌کنند
در اختیار داشته باشیم
در اختیار داشته باشیم
10:08
and that's the way that ants do it.
245
596665
2799
و این روشی است که مورچه‌ها انجام میدهند.
10:11
So the invasive Argentine ant
246
599464
1765
مورچه آرژانتینی مهاجم
10:13
makes expandable search networks.
247
601229
2330
شبکههای جستجوی گستردهای درست می‌کند.
10:15
They're good at dealing with the main problem
248
603559
2273
آنها در اداره مشکل اصلی
10:17
of collective search,
249
605832
1331
در زمینه جستجوی جمعی
خوبند
خوبند
10:19
which is the trade-off between
250
607163
2566
که عبارت است از
ایجاد توازن بین
ایجاد توازن بین
10:21
searching very thoroughly
251
609729
1336
کامل جستجو کردن
10:23
and covering a lot of ground.
252
611065
1997
و پوشش دادن سطح وسیعی از زمین.
10:25
And what they do is,
253
613062
895
و کاری که می‌کنند
10:25
when there are many ants in a small space,
254
613957
2387
این است که وقتی
تعداد زیادی در محیط کوچکی حضور دارند
تعداد زیادی در محیط کوچکی حضور دارند
10:28
then each one can search very thoroughly
255
616344
2213
هر کدام میتواند بسیار کامل جستجو کند
10:30
because there will be another ant nearby
256
618557
1624
چون مورچه دیگری
در نزدیکی خواهد بود
در نزدیکی خواهد بود
10:32
searching over there,
257
620181
1357
که آنجا را جستجو کند
10:33
but when there are a few ants
258
621538
1647
اما هنگامی که تعداد مورچه کمی
10:35
in a large space,
259
623185
2055
در محیطی بزرگ
حضور دارند
حضور دارند
10:37
then they need to stretch out their paths
260
625240
2414
نیاز دارند که مسیرهایشان
را طولانی کنند
را طولانی کنند
10:39
to cover more ground.
261
627654
1803
تا زمین بیشتری را پوشش دهند.
10:41
I think they use interactions to assess density,
262
629457
2954
فکر میکنم آنها از ارتباطات
برای تشخیص تراکم استفاده می‌کنند
برای تشخیص تراکم استفاده می‌کنند
10:44
so when they're really crowded,
263
632411
1229
پس وقتی واقعا پرتعدادند
10:45
they meet more often,
264
633640
1102
بیشتر همدیگر را می‌بینند
10:46
and they search more thoroughly.
265
634742
2465
و کاملتر جستجو می‌کنند.
10:49
Different ant species must use different algorithms,
266
637207
3400
گونههای مختلف مورچه‌ها باید
الگوریتمهای متفاوتی استفاده کنند
الگوریتمهای متفاوتی استفاده کنند
10:52
because they've evolved to deal with
267
640607
2522
چون برای سروکار داشتن
10:55
different resources,
268
643129
1671
با منابع متفاوتی تکامل یافتهاند
10:56
and it could be really useful to know about this,
269
644800
2559
و دانستن این میتواند بسیار مفید باشد
10:59
and so we recently asked ants
270
647359
1642
ما اخیرا به واسطه مورچه‌ها
11:01
to solve the collective search problem
271
649001
2450
توانستیم مسئله جستجوی دسته جمعی را
11:03
in the extreme environment
272
651451
1368
در اکثر محیطهای
11:04
of microgravity
273
652819
1558
دارای گرانش ضعیف
11:06
in the International Space Station.
274
654377
1976
در پایگاه فضایی بین المللی حل کنیم.
11:08
When I first saw this picture, I thought,
275
656353
1545
وقتی اولین بار این عکس را دیدم
11:09
Oh no, they've mounted the habitat vertically,
276
657898
2857
فکر کردم اوه نه!
آنها زیستگاه را عمودی نصب کردهاند
آنها زیستگاه را عمودی نصب کردهاند
11:12
but then I realized that, of course, it doesn't matter.
277
660755
2618
اما فهمیدم که البته اهمیتی ندارد.
11:15
So the idea here is that the ants
278
663373
2637
اینجا ایده این است که مورچه‌ها
11:18
are working so hard to hang on
279
666010
1970
بسیار تلاش می‌کنند که به دیوار
11:19
to the wall or the floor or whatever you call it
280
667980
3057
یا به کف سطح یا به هر آنچه
آن را مینامید، بچسبند
آن را مینامید، بچسبند
11:23
that they're less likely to interact,
281
671037
3009
و آنها کمتر متمایل هستند
که ارتباط برقرار کنند
که ارتباط برقرار کنند
11:26
and so the relationship between
282
674046
1244
بنابراین تناسب بین
11:27
how crowded they are and how often they meet
283
675290
2120
تراکم آنها و دفعات مواجهه آنها با یکدیگر
11:29
would be messed up.
284
677410
1725
خراب خواهد شد.
11:31
We're still analyzing the data.
285
679135
1395
ما همچنان درحال تحلیل داده‌ها هستیم.
11:32
I don't have the results yet.
286
680530
1964
من هنوز نتایج را ندارم.
11:34
But it would be interesting to know
287
682494
1694
اما جالب خواهد بود که بدانیم
11:36
how other species solve this problem
288
684188
2459
بقیه گونهها چگونه این مسئله را
11:38
in different environments on Earth,
289
686647
2564
در محیطهای مختلف زمین حل می‌کنند،
11:41
and so we're setting up a program
290
689211
1266
ما داریم برنامهای را برای
11:42
to encourage kids around the world
291
690477
2160
تشویق کردن کودکان سراسر دنیا
تنظیم میکنیم
تنظیم میکنیم
11:44
to try this experiment with different species.
292
692637
2536
که این آزمایش را با گونههای مختلف
امتحان کنند.
امتحان کنند.
11:47
It's very simple.
293
695173
1767
بسیار ساده است.
11:48
It can be done with cheap materials.
294
696940
2090
با ارزانترین مواد انجام میشود.
11:51
And that way, we could make a global map
295
699030
2833
با این روش
میتوانیم نقشه جهانی از
میتوانیم نقشه جهانی از
11:53
of ant collective search algorithms.
296
701863
3347
الگوریتمهای جستجوی جمعی مورچه‌ها
درست کنیم.
درست کنیم.
11:57
And I think it's pretty likely that the invasive species,
297
705210
2483
و من فکر میکنم که احتمالا گونههای مهاجم
11:59
the ones that come into our buildings,
298
707693
2149
همانهایی که به داخل خانههایمان می‌آیند
12:01
are going to be really good at this,
299
709842
1742
در این زمینه بسیار خوب عمل می‌کنند،
12:03
because they're in your kitchen
300
711584
1848
چون آنها در آشپزخانه شما هستند
12:05
because they're really good
at finding food and water.
at finding food and water.
301
713432
3907
به دلیل اینکه آنها
در یافتن آب و غذا بسیار خوب هستند.
در یافتن آب و غذا بسیار خوب هستند.
12:09
So the most familiar resource for ants
302
717339
3265
آشناترین منبع (غذا) برای مورچه ها
12:12
is a picnic,
303
720604
1315
یک پیک نیک است،
12:13
and this is a clustered resource.
304
721919
2145
و این یک منبع خوشه ای (فراوان) است.
12:16
When there's one piece of fruit,
305
724064
999
وقتی تکه میوهای وجود دارد،
12:17
there's likely to be another piece of fruit nearby,
306
725063
2515
احتمالا تکه میوهای دیگر
نزدیک آن وجود دارد،
نزدیک آن وجود دارد،
12:19
and the ants that specialize on clustered resources
307
727578
3432
و مورچه‌هایی که در
منابع خوشه ای تخصص دارند
منابع خوشه ای تخصص دارند
12:23
use interactions for recruitment.
308
731010
1942
از ارتباطات برای یارگیری استفاده می‌کنند.
12:24
So when one ant meets another,
309
732952
1277
وقتی مورچهای دیگری را میبیند،
12:26
or when it meets a chemical deposited
310
734229
1625
یا وقتی یک ماده شیمیایی
را می بیند،
را می بیند،
12:27
on the ground by another,
311
735854
1736
که توسط دیگری
روی زمین گذاشته شده،
روی زمین گذاشته شده،
12:29
then it changes direction to follow
312
737590
1833
آنگاه مسیرش را عوض می کند تا
12:31
in the direction of the interaction,
313
739423
1573
مسیر ارتباط را دنبال کند،
12:32
and that's how you get the trail of ants
314
740996
1977
این گونه است که
شما دنبالهای از مورچه را
شما دنبالهای از مورچه را
12:34
sharing your picnic.
315
742973
1413
درحال بردن پیک نیکتان
می‌بینید.
می‌بینید.
12:36
Now this is a place where I think we might be able
316
744386
1695
اینجا مکانی است که فکر میکنم
شاید بتوانیم
شاید بتوانیم
12:38
to learn something from ants about cancer.
317
746081
3741
از مورچه‌ها راجع به سرطان
چیزهایی یاد بگیریم.
چیزهایی یاد بگیریم.
12:41
I mean, first, it's obvious that we could do a lot
318
749822
1981
اولا واضح است که میتوانیم کارهای زیادی
12:43
to prevent cancer
319
751803
1610
برای جلوگیری از سرطان انجام دهیم
12:45
by not allowing people to spread around
320
753413
2577
با اجازه ندادن به مردم برای گسترش دادن آن
12:47
or sell the toxins that promote
321
755990
1944
یا فروختن زهرهایی که
12:49
the evolution of cancer in our bodies,
322
757934
2780
به تکامل سرطان در بدنهایمان کمک می‌کنند،
12:52
but I don't think the ants can help us much with this
323
760714
2346
اما فکر نمیکنم مورچه‌ها در این زمینه
کمک زیادی به ما بکنند
کمک زیادی به ما بکنند
12:55
because ants never poison their own colonies.
324
763060
3358
چون مورچه‌ها هرگز
گروههای خودشان را سمی نمی‌کنند.
گروههای خودشان را سمی نمی‌کنند.
12:58
But we might be able to learn something from ants
325
766418
1332
اما شاید بتوانیم از مورچه‌ها
12:59
about treating cancer.
326
767750
1763
چیزی درباره درمان سرطان یاد بگیریم.
13:01
There are many different kinds of cancer.
327
769513
2225
انواع مختلف بسیاری از سرطان وجود دارند.
13:03
Each one originates in a particular part of the body,
328
771738
2978
هر کدام از عضو خاصی از بدن سرچشمه میگیرد
13:06
and then some kinds of cancer will spread
329
774716
2966
و بعضی از سرطانها گسترش مییابند
13:09
or metastasize to particular other tissues
330
777682
2830
یا بافتهای خاص دیگر را مبتلا می‌کنند
13:12
where they must be getting
resources that they need.
resources that they need.
331
780512
2880
که باید از آنجا منابع مورد نیاز را بگیرند.
13:15
So if you think from the perspective
332
783392
1808
اگر به قضیه از منظر اولین سلولهای
13:17
of early metastatic cancer cells
333
785200
1950
سرطانی متاستاز کننده نگاه کنید
13:19
as they're out searching around
334
787150
1623
هنگامی که آنها در بیرون به دنبال
13:20
for the resources that they need,
335
788773
2317
منابع مورد نیاز جستجو می‌کنند
13:23
if those resources are clustered,
336
791090
1983
اگر آن منابع خوشهای باشند،
13:25
they're likely to use interactions for recruitment,
337
793073
3013
سلولها از ارتباطات
برای یارگیری استفاده می‌کنند،
برای یارگیری استفاده می‌کنند،
13:28
and if we can figure out how
cancer cells are recruiting,
cancer cells are recruiting,
338
796086
3093
و اگر بتوانیم بفهمیم سلولهای سرطانی
چگونه یارگیری می‌کنند،
چگونه یارگیری می‌کنند،
13:31
then maybe we could set traps
339
799179
2347
شاید بتوانیم دامهایی را قرار دهیم
13:33
to catch them before they become established.
340
801526
4049
تا آنها را قبل از پخش شدن گیر بیندازیم.
13:37
So ants are using interactions in different ways
341
805575
3235
مورچه‌ها از ارتباطات در راههای مختلفی
13:40
in a huge variety of environments,
342
808810
2602
در محیطهای متنوع بسیاری استفاده می‌کنند،
13:43
and we could learn from this
343
811412
1821
و ما میتوانیم از این قضیه
13:45
about other systems that operate
344
813233
1777
درباره بقیه سیستمهایی که
13:47
without central control.
345
815010
2337
بدون کنترل مرکزی کار می‌کنند،
چیزهایی یاد بگیریم.
چیزهایی یاد بگیریم.
13:49
Using only simple interactions,
346
817347
1979
تنها با استفاده از ارتباطات ساده
13:51
ant colonies have been performing
347
819326
1795
گروههای مورچه‌ها، شاهکارهای
13:53
amazing feats for more than 130 million years.
348
821121
3633
شگفتانگیزی را برای بیش از ۱۳۰ میلیون سال
انجام دادهاند.
انجام دادهاند.
13:56
We have a lot to learn from them.
349
824754
2140
باید چیزهای زیادی از آنها یاد بگیریم.
13:58
Thank you.
350
826894
2738
متشکرم.
14:01
(Applause)
351
829632
2733
(تشویق حاضرین)
ABOUT THE SPEAKER
Deborah Gordon - EcologistBy studying how ant colonies work without any one leader, Deborah Gordon has identified striking similarities in how ant colonies, brains, cells and computer networks regulate themselves.
Why you should listen
Ecologist Deborah M. Gordon has learned that ant colonies can work without central control by using simple interactions like how often the insects touch antennae. Contrary to the notion that colonies are organized by efficient ants, she has instead discovered that evolution has produced “noisy” systems that tolerate accident and respond flexibly to the environment. When conditions are tough, natural selection favors colonies that conserve resources.
Her studies of ant colonies have led her and her Stanford colleagues to the discovery of the “Anternet,” which regulates foraging in ants in the same way the internet regulates data traffic. But as she said to Wired in 2013, "Insect behavior mimicking human networks ... is actually not what’s most interesting about ant networks. What’s far more interesting are the parallels in the other direction: What have the ants worked out that we humans haven’t thought of yet?" Her latest exploration: How do ants behave in space?
Deborah Gordon | Speaker | TED.com