TED2014
Deborah Gordon: What ants teach us about the brain, cancer and the Internet
דבורה גורדון: מה נמלים יכולות ללמד אותנו על המוח, סרטן והאינטרנט
Filmed:
Readability: 4.5
1,481,089 views
האקולוגית דבורה גורדון חוקרת נמלים בכל מקום שהיא יכולה למצוא אותן -- במדבר, באזור הטרופי, במטבח שלה... בהרצאה המרתקת הזו, היא מסבירה את האובססיה שלה לנחקרים שרובנו היינו מועכים בלי שנייה של מחשבה.
היא טוענת שחיי הנמלים מספקים מודל יעיל ללמידה על הרבה נושאים אחרים, כולל מחלות, טכנולוגיה והמוח האנושי.
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
אני חוקרת נמלים
00:14
in the desert, in the tropical forest
1
2718
3297
במדבר, ביערות הטרופיים
00:18
and in my kitchen,
2
6015
1528
ובמטבח שלי,
00:19
and in the hills around Silicon Valley where I live.
3
7543
4020
ובגבעות מסביב לעמק הסיליקון שם אני גרה.
00:23
I've recently realized that ants
4
11563
1676
לאחרונה הבנתי שנמלים
00:25
are using interactions differently
5
13239
2278
משתמשות באינטראקציות בצורה שונה
00:27
in different environments,
6
15517
1828
בסביבות שונות,
00:29
and that got me thinking
that we could learn from this
that we could learn from this
7
17345
2000
וזה גרם לי לחשוב שנוכל ללמוד מזה
00:31
about other systems,
8
19345
1555
על מערכות אחרות,
00:32
like brains and data networks that we engineer,
9
20900
5588
כמו המוח ורשתות מידע שאנחנו מהנדסים,
00:38
and even cancer.
10
26488
2846
ואפילו סרטן.
00:41
So what all these systems have in common
11
29334
1752
אז מה שמשותף לכל המערכות האלו
00:43
is that there's no central control.
12
31086
2857
זה שהן לא בעלות שליטה מרכזית.
00:45
An ant colony consists of sterile female workers --
13
33943
3820
מושבת נמלים מכילה עובדות נקביות עקרות --
00:49
those are the ants you see walking around —
14
37763
2386
אלה הנמלים שאתם רואים שמסתובבות --
00:52
and then one or more reproductive females
15
40149
2156
ונקבה אחת או יותר שמתרבות
00:54
who just lay the eggs.
16
42305
2103
שפשוט מטילות ביצים.
00:56
They don't give any instructions.
17
44408
2009
הן לא נותנות הוראות.
00:58
Even though they're called queens,
18
46417
1984
אפילו שהן נקראות מלכות,
01:00
they don't tell anybody what to do.
19
48401
2165
הן לא אומרות לאף אחד מה לעשות.
01:02
So in an ant colony, there's no one in charge,
20
50566
3276
אז במושבת נמלים, אין אף אחד שמנהל,
01:05
and all systems like this without central control
21
53842
2778
וכל המערכות כמו זו בלי שליטה מרכזית
01:08
are regulated using very simple interactions.
22
56620
3919
מופעלות על ידי תקשורת פשוטה.
01:12
Ants interact using smell.
23
60549
2727
נמלים מתקשרות בשימוש בריח.
01:15
They smell with their antennae,
24
63276
2187
הן מריחות עם המחושים שלהן,
01:17
and they interact with their antennae,
25
65463
2761
והן מתקשרות עם המחושים שלהן,
01:20
so when one ant touches another with its antennae,
26
68224
3009
אז כשנמלה אחת נוגעת באחרת עם המחושים,
01:23
it can tell, for example, if the other ant
27
71233
1607
היא יכול לדעת, לדוגמה, אם הנמלה האחרת
01:24
is a nestmate
28
72840
1634
היא חברה לקן
01:26
and what task that other ant has been doing.
29
74474
4236
ואיזו משימה הנמלה האחרת עושה.
01:30
So here you see a lot of ants moving around
30
78710
3200
אז פה אתם רואים הרבה נמלים מסתובבות
01:33
and interacting in a lab arena
31
81910
1933
ומתקשרות בזירת מעבדה
01:35
that's connected by tubes to two other arenas.
32
83843
3438
ומחוברת על ידי צינורות לשתי זירות אחרות.
01:39
So when one ant meets another,
33
87281
2504
אז כשנמלה אחת פוגשת אחרת,
01:41
it doesn't matter which ant it meets,
34
89785
2089
זה לא משנה איזו נמלה היא פוגשת,
01:43
and they're actually not transmitting
35
91874
1885
והן למעשה לא משדרות
01:45
any kind of complicated signal or message.
36
93759
3465
כל סוג של אות מסובך או הודעה.
01:49
All that matters to the ant is the rate
37
97224
2111
כל מה שמשנה לנמלה הוא הקצב
01:51
at which it meets other ants.
38
99335
2821
בו היא פוגשת נמלים אחרות.
01:54
And all of these interactions, taken together,
39
102156
2757
וכל ההתקשרויות האלו, יחד,
01:56
produce a network.
40
104913
2505
יוצרות רשת.
01:59
So this is the network of the ants
41
107418
2210
אז זו רשת של נמלים
02:01
that you just saw moving around in the arena,
42
109628
2644
שראיתם נעות בזירה,
02:04
and it's this constantly shifting network
43
112272
3287
וזו רשת שמשתנה כל הזמן
02:07
that produces the behavior of the colony,
44
115559
2520
שיוצרת את ההתנהגות של המושבה,
02:10
like whether all the ants are hiding inside the nest,
45
118079
2881
כמו איפה כל הנמלים מתחבאות בתוך הקן,
02:12
or how many are going out to forage.
46
120960
2694
או כמה יוצאות ללקט.
02:15
A brain actually works in the same way,
47
123654
1759
מוח למעשה עובד באותה דרך,
02:17
but what's great about ants is
48
125413
1500
אבל מה שנפלא בנמלים זה
02:18
that you can see the whole network as it happens.
49
126913
4867
שאתם יכולים לראות את
כל הרשת כשהיא מתרחשת.
כל הרשת כשהיא מתרחשת.
02:23
There are more than 12,000 species of ants,
50
131780
3100
יש יותר מ 12,000 מינים של נמלים,
02:26
in every conceivable environment,
51
134880
2125
בכל סביבה אפשרית,
02:29
and they're using interactions differently
52
137005
2649
והן משתמשות בתקשורת אחרת
02:31
to meet different environmental challenges.
53
139654
2768
כדי להתמודד עם אתגרים סביבתיים שונים.
02:34
So one important environmental challenge
54
142422
2305
אז אתגר סביבתי חשוב אחד
02:36
that every system has to deal with
55
144727
1870
שכל מערכת צריכה להתמודד איתו
02:38
is operating costs, just what it takes
56
146597
2083
היא עלויות תפעול, פשוט מה נדרש
02:40
to run the system.
57
148680
2265
להריץ את המערכת.
02:42
And another environmental challenge is resources,
58
150945
2548
ואתגר סביבתי אחר הוא משאבים,
02:45
finding them and collecting them.
59
153493
2336
למצוא ולאסוף אותם,
02:47
In the desert, operating costs are high
60
155829
2783
במדבר, עליות התפעול גבוהות
02:50
because water is scarce,
61
158612
1773
מפני שמים הם נדירים,
02:52
and the seed-eating ants that I study in the desert
62
160385
2499
והנמלים אוכלות הזרעים שאני חוקרת במדבר
02:54
have to spend water to get water.
63
162884
2900
צריכות להוציא מים כדי להביא מים.
02:57
So an ant outside foraging,
64
165784
2139
אז נמלה מלקטת בחוץ
02:59
searching for seeds in the hot sun,
65
167923
2037
מחפשת זרעים בשמש החמה,
03:01
just loses water into the air.
66
169960
2007
פשוט מאבדת מים לאויר.
03:03
But the colony gets its water
67
171967
1664
אבל המושבה מקבלת מים
03:05
by metabolizing the fats out of the seeds
68
173631
1766
עם מטבוליזציה של השומנים מהזרעים
03:07
that they eat.
69
175397
1934
שהן אוכלות.
03:09
So in this environment, interactions are used
70
177331
3159
אז בסביבה הזו, התקשורת משמשת
03:12
to activate foraging.
71
180490
1549
להפעיל ליקוט.
03:14
An outgoing forager doesn't go out unless
72
182039
2264
מלקטת לא יוצאת אלא אם
03:16
it gets enough interactions with returning foragers,
73
184303
2573
היא מקבלת מספיק משוב ממלקטות חוזרות,
03:18
and what you see are the returning foragers
74
186876
1990
ומה שאתם רואים זה את המלקטות החוזרות
03:20
going into the tunnel, into the nest,
75
188866
1824
נכנסות למנהרה, לתוך הקן,
03:22
and meeting outgoing foragers on their way out.
76
190690
2636
ופוגשות מלקטות יוצאות בדרך החוצה.
03:25
This makes sense for the ant colony,
77
193326
1623
זה הגיוני למושבת הנמלים,
03:26
because the more food there is out there,
78
194949
2323
מפני שככל שיש שם יותר אוכל,
03:29
the more quickly the foragers find it,
79
197272
1851
המלקטים מוצאים אותו מהר יותר,
03:31
the faster they come back,
80
199123
1236
וחוזרים מהר יותר,
03:32
and the more foragers they send out.
81
200359
2801
והם שולחים יותר מלקטות החוצה,
03:35
The system works to stay stopped,
82
203160
2507
המערכת עובדת להשאר עצורה,
03:37
unless something positive happens.
83
205667
2015
אלא אם משהו חיובי מתרחש.
03:39
So interactions function to activate foragers.
84
207682
3881
אז תקשורת משמשת כדי להפעיל מלקטות.
03:43
And we've been studying
the evolution of this system.
the evolution of this system.
85
211563
2907
וחקרנו את האבולוציה של המערכת.
03:46
First of all, there's variation.
86
214470
1091
ראשית, יש גיוון.
03:47
It turns out that colonies are different.
87
215561
2479
מסתבר שהמושבות שלנו שונות.
03:50
On dry days, some colonies forage less,
88
218040
2696
בימים יבשים, כמה מושבות מלקטות פחות,
03:52
so colonies are different in how
89
220736
1505
אז מושבות שונות באיך
03:54
they manage this trade-off
90
222241
1354
שהן מנהלות את החליפין
03:55
between spending water to search for seeds
91
223595
3168
בין בזבוז מים כדי ללקט זרעים
03:58
and getting water back in the form of seeds.
92
226763
3320
ולהביא מים חזרה בצורה של זרעים.
04:02
And we're trying to understand why
93
230083
1719
ואנחנו מנסים להבין למה
04:03
some colonies forage less than others
94
231802
2140
כמה מושבות מלקטות פחות מאחרות
04:05
by thinking about ants as neurons,
95
233942
2325
על ידי חשיבה על נמלים כמו על ניורונים,
04:08
using models from neuroscience.
96
236267
2338
שימוש במודלים ממדעי המוח.
04:10
So just as a neuron adds up its stimulation
97
238605
2674
אז פשוט כמו שניורון מוסיף את העירור שלו
04:13
from other neurons to decide whether to fire,
98
241279
2006
מניורונים אחרים כדי להחליט אם לירות,
04:15
an ant adds up its stimulation from other ants
99
243285
2885
נמלה מוסיפה את הגירוי מנמלים אחרות
04:18
to decide whether to forage.
100
246170
2023
כדי להחליט אם ללקט.
04:20
And what we're looking for is whether there might be
101
248193
1637
ומה שאנחנו מחפשים זה אם יש
04:21
small differences among colonies
102
249830
1992
הבדלים קטנים בין המושבות
04:23
in how many interactions each ant needs
103
251822
3314
בכמה תקשורות כל נמלה צריכה
04:27
before it's willing to go out and forage,
104
255136
1926
לפני שהיא מוכנה לצאת וללקט.
04:29
because a colony like that would forage less.
105
257062
3767
מפני שמושבה כמו זו תלקט פחות.
04:32
And this raises an analogous question about brains.
106
260829
3139
וזה מעלה שאלה אנלוגית על מוחות.
04:35
We talk about the brain,
107
263968
1412
אנחנו מדברים על המוח,
04:37
but of course every brain is slightly different,
108
265380
2890
אבל כמובן על מוח שונה מעט,
04:40
and maybe there are some individuals
109
268270
1379
ואולי יש כמה אנשים
04:41
or some conditions
110
269649
1319
או כמה מצבים
04:42
in which the electrical properties of neurons are such
111
270968
3222
בהם התכונות החשמליות של ניורונים הן כאלה
04:46
that they require more stimulus to fire,
112
274190
3870
שהן דורשות יותר גירוי כדי לירות.
04:50
and that would lead to differences in brain function.
113
278060
3726
וזה יוביל להבדלים בין פעולות מוחיות.
04:53
So in order to ask evolutionary questions,
114
281786
2334
אז כדי לשאול שאלות אבולוציוניות,
04:56
we need to know about reproductive success.
115
284120
2679
אנחנו צרכים לדעת על הצלחה התרבותית.
04:58
This is a map of the study site
116
286799
2325
זו מפה של אתר המחקר
05:01
where I have been tracking this population
117
289124
2553
שם עקבתי אחרי האוכלוסיה
05:03
of harvester ant colonies for 28 years,
118
291677
3293
של מושבות נמלים מלקטות במשך 28 שנים,
05:06
which is about as long as a colony lives.
119
294970
2262
שזה בערך אורך החיים של מושבה.
05:09
Each symbol is a colony,
120
297232
2099
כל סמל הוא מושבה,
05:11
and the size of the symbol is
how many offspring it had,
how many offspring it had,
121
299331
3266
והגודל של הסמל הוא כמה צאצאים היו לה,
05:14
because we were able to use genetic variation
122
302597
1913
מפני שהיינו מסוגלים להשתמש בשינויים גנטיים
05:16
to match up parent and offspring colonies,
123
304510
2711
כדי להתאים את מושבות ההורה והצאצא,
05:19
that is, to figure out which colonies
124
307221
3297
שזה אומר, כדי להבין איזו מושבה
05:22
were founded by a daughter queen
125
310518
1925
הוקמה על ידי בת מלכה
05:24
produced by which parent colony.
126
312443
2068
שנוצרה על ידי איזו מושבה אם.
05:26
And this was amazing for me, after all these years,
127
314511
2002
וזה היה מדהים בשבילי, אחרי כל השנים,
05:28
to find out, for example, that colony 154,
128
316513
3128
להבין, לדוגמה, שמושבה 154,
05:31
whom I've known well for many years,
129
319641
2176
שהכרתי טוב במשך שנים,
05:33
is a great-grandmother.
130
321817
1819
היא סבתא רבה.
05:35
Here's her daughter colony,
131
323636
1740
הנה מושבת הבת שלה,
05:37
here's her granddaughter colony,
132
325376
2684
הנה הנכדה שלה,
05:40
and these are her great-granddaughter colonies.
133
328060
2392
ואלה המושבות הנינות שלה.
05:42
And by doing this, I was able to learn
134
330452
2025
ובכך שעשינו זאת, הייתי מסוגלת ללמוד
05:44
that offspring colonies resemble parent colonies
135
332477
3283
שמושבות הצאצאים דומות למושבות הורים
05:47
in their decisions about which days are so hot
136
335760
2217
בהחלטות שלהן בנוגע
לאיזה ימים הם חמים כל כך
לאיזה ימים הם חמים כל כך
05:49
that they don't forage,
137
337977
1778
שהן לא מלקטות,
05:51
and the offspring of parent colonies
138
339755
1464
והצאצאים של מושבות הורה
05:53
live so far from each other that the ants never meet,
139
341219
2906
חיים כל כך רחוק אחד מהשני
שהנמלים לעולם לא נפגשות,
שהנמלים לעולם לא נפגשות,
05:56
so the ants of the offspring colony
140
344125
2289
אז הנמלים של המושבות הבנות
05:58
can't be learning this from the parent colony.
141
346414
2244
לא יכולות ללמוד את זה מהמושבה האם.
06:00
And so our next step is to look
142
348658
1381
וכך השלב הבא שלנו הוא להביט
06:02
for the genetic variation
underlying this resemblance.
underlying this resemblance.
143
350039
5276
בשינויים הגנטיים שמתחת לדמיון.
06:07
So then I was able to ask, okay, who's doing better?
144
355315
4125
אז הייתי מסוגלת לשאול,
בסדר, מי מצליח יותר?
בסדר, מי מצליח יותר?
06:11
Over the time of the study,
145
359440
1460
במשך זמן המחקר,
06:12
and especially in the past 10 years,
146
360900
1465
ובעיקר ב 10 השנים האחרונות,
06:14
there's been a very severe and deepening drought
147
362365
3308
היתה בצורת מאוד חמורה ועמוקה
06:17
in the Southwestern U.S.,
148
365673
2127
בדרום מערב ארצות הברית,
06:19
and it turns out that the
colonies that conserve water,
colonies that conserve water,
149
367800
3053
ומסתבר שהמושבות ששומרות מים,
06:22
that stay in when it's really hot outside,
150
370853
4429
שנשארות בפנים כשממש חם בחוץ,
06:27
and thus sacrifice getting as much food as possible,
151
375282
2632
ולכן מקריבות השגת אוכל ככל האפשר,
06:29
are the ones more likely to have offspring colonies.
152
377914
2945
הן אלה שיש יותר סיכוי
שיהיו להן מושבות בנות.
שיהיו להן מושבות בנות.
06:32
So all this time, I thought that colony 154
153
380859
2269
אז כל הזמן הזה, חשבתי שמושבה 154
06:35
was a loser, because on really dry days,
154
383128
2670
היתה מפסידנית, מפני שבימים ממש יבשים,
06:37
there'd be just this trickle of foraging,
155
385798
1868
היה רק טפטוף של ליקוט.
06:39
while the other colonies were out
156
387666
1591
בעוד המושבות האחרות היו בחוץ
06:41
foraging, getting lots of food,
157
389257
2117
ליקטו, הביאו הרבה אוכל,
06:43
but in fact, colony 154 is a huge success.
158
391374
3020
אבל למעשה, מושבה 154 היא הצלחה גדולה.
06:46
She's a matriarch.
159
394394
1332
היא מטריארכית.
06:47
She's one of the rare great-grandmothers on the site.
160
395726
3052
היא אחת הסבתות-רבות היחידות באתר.
06:50
To my knowledge, this is the first time
161
398778
2785
למיטב ידיעתי, זו הפעם הראשונה
06:53
that we've been able to track
162
401563
1639
שהיינו מסוגלים לעקוב
06:55
the ongoing evolution of collective behavior
163
403202
3001
אחרי ההתפתחות המתמשכת של התנהגות קולקטיבית
06:58
in a natural population of animals
164
406203
2117
באוכלוסייה טבעית של חיות
07:00
and find out what's actually working best.
165
408320
4657
ולגלות מה למעשה עובד הכי טוב.
07:04
Now, the Internet uses an algorithm
166
412977
2421
עכשיו, האינטרנט משתמש באלגוריתם
07:07
to regulate the flow of data
167
415398
2853
כדי לנטר את הזרימה של המידע
07:10
that's very similar to the one
168
418251
2227
שמאוד דומה לזה
07:12
that the harvester ants are using to regulate
169
420478
2376
שהנמלים המלקטות משתמשות בו כדי לנטר
07:14
the flow of foragers.
170
422854
1541
את הזרימה של מלקטות.
07:16
And guess what we call this analogy?
171
424395
3366
ונחשו איך אנחנו קוראים לאנלוגיה הזו?
07:19
The anternet is coming.
172
427761
1518
האנטרנט מגיע.
07:21
(Applause)
173
429279
1721
(מחיאות כפיים)
07:23
So data doesn't leave the source computer
174
431000
3454
אז המידע לא עוזב את מחשב המקור
07:26
unless it gets a signal that there's enough bandwidth
175
434454
2861
אלא אם הוא מקבל אות שיש מספיק רוחב פס
07:29
for it to travel on.
176
437315
2729
בשבילו לנוע עליו.
07:32
In the early days of the Internet,
177
440044
1441
בימים הראשונים של האינטרנט,
07:33
when operating costs were really high
178
441485
2274
כשעלויות הפעלה היו מאוד גבוהות
07:35
and it was really important not to lose any data,
179
443759
3227
וזה היה ממש חשוב לא לאבד מידע,
07:38
then the system was set up for interactions
180
446986
2157
אז מערכות היו מכווונות לתקשורת
07:41
to activate the flow of data.
181
449143
3062
להפעיל את הזרימה של המידע.
07:44
It's interesting that the ants are using an algorithm
182
452205
2385
זה מעניין שהנמלים משתמשות באלגוריתם
07:46
that's so similar to the one that we recently invented,
183
454590
3896
שכל כך דומה לזה שאנחנו המצאנו לאחרונה,
07:50
but this is only one of a handful of ant algorithms
184
458486
2953
אבל זה רק אחד מהרבה אלגוריתמים של נמלים
07:53
that we know about,
185
461439
1419
שאנחנו יודעים עליהם,
07:54
and ants have had 130 million years
186
462858
3193
ושהיו להם 130 מליון שנה
07:58
to evolve a lot of good ones,
187
466051
2026
לפתח הרבה טובים.
08:00
and I think it's very likely
188
468077
1506
ואני חושבת שזה מאוד אפשרי
08:01
that some of the other 12,000 species
189
469583
2557
שלכמה מ 12,800 המינים האחרים
08:04
are going to have interesting algorithms
190
472140
2697
יהיו אלגוריתמים מעניינים
08:06
for data networks
191
474837
1024
לרשתות מידע
08:07
that we haven't even thought of yet.
192
475861
2697
שאפילו עדיין לא חשבנו עליהם.
08:10
So what happens when operating costs are low?
193
478558
3085
אז מה קורה כשעלויות התפעול נמוכות?
08:13
Operating costs are low in the tropics,
194
481643
1787
עלויות תפעול נמוכות באזורים הטרופיים,
08:15
because it's very humid, and it's easy for the ants
195
483430
2096
מפני שמאוד לח, וזה קל לנמלים
08:17
to be outside walking around.
196
485526
2824
להיות בחוץ ולהסתובב.
08:20
But the ants are so abundant
197
488350
1653
אבל הנמלים כל כך נפוצות
08:22
and diverse in the tropics
198
490003
1818
ומגוונות בטרופי
08:23
that there's a lot of competition.
199
491821
2598
שיש הרבה תחרות.
08:26
Whatever resource one species is using,
200
494419
1952
בכל משאב שמין אחד משתמש בו
08:28
another species is likely to be using that
201
496371
3172
יש סבירות גבוהה שגם מין אחר ישתמש
08:31
at the same time.
202
499543
2379
באותו הזמן.
08:33
So in this environment, interactions are used
203
501922
2608
אז בסביבה הזו, תקשורת משמשת
08:36
in the opposite way.
204
504530
1945
בדרך ההפוכה.
08:38
The system keeps going
205
506475
1395
המערכת ממשיכה
08:39
unless something negative happens,
206
507870
1554
אלא אם משהו שלילי קורה,
08:41
and one species that I study makes circuits
207
509424
2167
ומין אחד שאני חוקרת יוצר מעגלים
08:43
in the trees of foraging ants
208
511591
2159
בעצים של נמלים מלקטות
08:45
going from the nest to a food source and back,
209
513750
2981
הולך מהקן למקור מזון וחזרה,
08:48
just round and round,
210
516731
1329
פשוט הלוך וחזור,
08:50
unless something negative happens,
211
518060
1442
אלא אם משהו שלילי קורה,
08:51
like an interaction
212
519502
1609
כמו מפגש
08:53
with ants of another species.
213
521111
2739
עם נמלים ממין אחר.
08:55
So here's an example of ant security.
214
523850
2937
אז הנה דוגמה לאבטחת נמלים.
08:58
In the middle, there's an ant
215
526787
1858
במרכז, יש נמלה
09:00
plugging the nest entrance with its head
216
528645
2463
אוטמת את הקן עם הראש שלה
09:03
in response to interactions with another species.
217
531108
2993
בתגובה לפגישה עם מין אחר.
09:06
Those are the little ones running around
218
534101
1659
אלה הקטנות שמתרוצצות
09:07
with their abdomens up in the air.
219
535760
2751
עם הבטן באויר.
09:10
But as soon as the threat is passed,
220
538511
2046
אבל ברגע שהאיום עבר,
09:12
the entrance is open again,
221
540557
2755
הכניסה פתוחה שוב,
09:15
and maybe there are situations
222
543312
1790
ואולי יש מצבים
09:17
in computer security
223
545102
1089
באבטחת מחשבים
09:18
where operating costs are low enough
224
546191
2206
שם עלויות התפעול נמוכות מספיק
09:20
that we could just block access temporarily
225
548397
3375
שנוכל פשוט זמנית לחסום גישה
09:23
in response to an immediate threat,
226
551772
2193
בתגובה לאיום מיידי,
09:25
and then open it again,
227
553965
2026
ואז לפתוח שוב,
09:27
instead of trying to build
228
555991
1269
במקום לנסות לבנות
09:29
a permanent firewall or fortress.
229
557260
3980
חומת אש קבועה או מבצר.
09:33
So another environmental challenge
230
561240
1940
אז אתגר סביבתי אחר
09:35
that all systems have to deal with
231
563180
1695
שכל המערכות צריכות להתמודד איתו
09:36
is resources, finding and collecting them.
232
564875
5452
הוא משאבים, למצוא ולאסוף אותם.
09:42
And to do this, ants solve the problem
233
570327
1673
וכדי לעשות את זה, נמלים צריכות לפתור בעיה
09:44
of collective search,
234
572000
1258
של חיפוש קולקטיבי,
09:45
and this is a problem that's of great interest
235
573258
1576
וזו בעיה שמאוד מעניינת
09:46
right now in robotics,
236
574834
1484
עכשיו ברובוטיקה,
09:48
because we've understood that,
237
576318
1732
מפני שהבנו,
09:50
rather than sending a single,
238
578050
1614
שבמקום לשלוח רובוט יחיד,
09:51
sophisticated, expensive robot out
239
579664
3495
מתוחכם ויקר
09:55
to explore another planet
240
583159
1417
לחקור כוכב אחר
09:56
or to search a burning building,
241
584576
2567
או לבדוק בניין בוער,
09:59
that instead, it may be more effective
242
587143
2600
במקום, זה יותר יעיל
10:01
to get a group of cheaper robots
243
589743
4377
לקחת קבוצה של רובוטים זולים יותר
10:06
exchanging only minimal information,
244
594120
2545
שמשתפים רק מידע בסיסי,
10:08
and that's the way that ants do it.
245
596665
2799
וזו הדרך שנמלים עושות את זה.
10:11
So the invasive Argentine ant
246
599464
1765
אז הנמלה הארגנטינאית הפולשת
10:13
makes expandable search networks.
247
601229
2330
יוצרת רשתות חיפוש מתרחבות.
10:15
They're good at dealing with the main problem
248
603559
2273
הן טובות בטיפול בבעיה העיקרית
10:17
of collective search,
249
605832
1331
של חיפוש קולקטיבי,
10:19
which is the trade-off between
250
607163
2566
שזה התפשרות בין
10:21
searching very thoroughly
251
609729
1336
חיפוש ממש יסודי
10:23
and covering a lot of ground.
252
611065
1997
וכיסוי שטח גדול.
10:25
And what they do is,
253
613062
895
ומה שהן עושות זה,
10:25
when there are many ants in a small space,
254
613957
2387
כשיש הרבה נמלים במרחב קטן,
10:28
then each one can search very thoroughly
255
616344
2213
אז כל אחת יכולה לחפש מאוד ביסודיות
10:30
because there will be another ant nearby
256
618557
1624
מפני שתהיה נמלה אחרת קרובה
10:32
searching over there,
257
620181
1357
שמחפשת שם,
10:33
but when there are a few ants
258
621538
1647
אבל כשיש כמה נמלים
10:35
in a large space,
259
623185
2055
במרחב גדול,
10:37
then they need to stretch out their paths
260
625240
2414
אז הן צריכות להאריך את המסלולים שלהן
10:39
to cover more ground.
261
627654
1803
כדי לכסות שטח גדול יותר.
10:41
I think they use interactions to assess density,
262
629457
2954
אני חושבת שהן משתמשות
בתקשורת כדי להעריך דחיסות,
בתקשורת כדי להעריך דחיסות,
10:44
so when they're really crowded,
263
632411
1229
אז כשהן באמת צפופות,
10:45
they meet more often,
264
633640
1102
הן נפגשות יותר,
10:46
and they search more thoroughly.
265
634742
2465
והן מחפשות יותר ביסודיות.
10:49
Different ant species must use different algorithms,
266
637207
3400
מיני נמלים שונים חייבים
להשתמש באלגוריתמים שונים,
להשתמש באלגוריתמים שונים,
10:52
because they've evolved to deal with
267
640607
2522
מפני שהם התפתחו להתמודד עם
10:55
different resources,
268
643129
1671
משאבים שונים.
10:56
and it could be really useful to know about this,
269
644800
2559
וזה יכול להיות מאוד שימושי לדעת על זה,
10:59
and so we recently asked ants
270
647359
1642
אז לאחרונה ביקשנו מנמלים
11:01
to solve the collective search problem
271
649001
2450
לפתור את בעיות החיפוש הקולקטיביות
11:03
in the extreme environment
272
651451
1368
בסביבות קיצוניות
11:04
of microgravity
273
652819
1558
של מיקרו כבידה
11:06
in the International Space Station.
274
654377
1976
בתחנת החלל הבין לאומית.
11:08
When I first saw this picture, I thought,
275
656353
1545
כשראיתי את התמונה הזו לראשונה, חשבתי,
11:09
Oh no, they've mounted the habitat vertically,
276
657898
2857
אוי לא, הם התקינו את סביבת המחיה אנכית,
11:12
but then I realized that, of course, it doesn't matter.
277
660755
2618
אבל אז הבנתי, כמובן, שזה לא משנה.
11:15
So the idea here is that the ants
278
663373
2637
אז הרעיון פה הוא שהנמלים
11:18
are working so hard to hang on
279
666010
1970
עובדות קשה להתפש
11:19
to the wall or the floor or whatever you call it
280
667980
3057
לקירות או לרצפה או איך שתקראו לזה
11:23
that they're less likely to interact,
281
671037
3009
כך שיש סיכוי קטן יותר שהן יתקשרו,
11:26
and so the relationship between
282
674046
1244
וכך היחסים בין
11:27
how crowded they are and how often they meet
283
675290
2120
כמה צפופות הן וכמה הן נפגשות
11:29
would be messed up.
284
677410
1725
יתבלגן.
11:31
We're still analyzing the data.
285
679135
1395
אנחנו עדיין מנתחים את המידע.
11:32
I don't have the results yet.
286
680530
1964
אין לי תוצאות עדיין.
11:34
But it would be interesting to know
287
682494
1694
אבל זה יהיה מעניין לדעת
11:36
how other species solve this problem
288
684188
2459
איך מינים אחרים פותרים את הבעיה הזו
11:38
in different environments on Earth,
289
686647
2564
בסביבות שונות על כדור הארץ,
11:41
and so we're setting up a program
290
689211
1266
וכך אנחנו מתחילים תוכנית
11:42
to encourage kids around the world
291
690477
2160
לעודד ילדים מסביב לעולם
11:44
to try this experiment with different species.
292
692637
2536
לעשות את הניסוי הזה עם מינים שונים.
11:47
It's very simple.
293
695173
1767
זה מאוד פשוט.
11:48
It can be done with cheap materials.
294
696940
2090
זה יכול להעשות עם חומרים זולים.
11:51
And that way, we could make a global map
295
699030
2833
ובדרך זו, נוכל ליצור מפה גלובלית
11:53
of ant collective search algorithms.
296
701863
3347
של אלגוריתמים של חיפוש של מושבות נמלים.
11:57
And I think it's pretty likely that the invasive species,
297
705210
2483
ואני חושבת שזה די סביר שמינים פולשים,
11:59
the ones that come into our buildings,
298
707693
2149
אלה שנכנסים לבניינים,
12:01
are going to be really good at this,
299
709842
1742
יהיו ממש טובים בזה,
12:03
because they're in your kitchen
300
711584
1848
מפני שהם במטבח שלכם
12:05
because they're really good
at finding food and water.
at finding food and water.
301
713432
3907
מפני שהם ממש טובים בלמצוא מזון ומים.
12:09
So the most familiar resource for ants
302
717339
3265
אז המשאב הכי מוכר לנמלים
12:12
is a picnic,
303
720604
1315
הוא הפיקניק,
12:13
and this is a clustered resource.
304
721919
2145
וזה משאב מקובץ.
12:16
When there's one piece of fruit,
305
724064
999
כשיש פיסה אחת של פרי,
12:17
there's likely to be another piece of fruit nearby,
306
725063
2515
יש סיכוי גבוה שתהיה
עוד פיסה של פרי בסביבה,
עוד פיסה של פרי בסביבה,
12:19
and the ants that specialize on clustered resources
307
727578
3432
והנמלים שמתמחות במשאבים מקובצים
12:23
use interactions for recruitment.
308
731010
1942
משתמשות בתקשורת לגיוס.
12:24
So when one ant meets another,
309
732952
1277
אז כשנמלה אחת פוגשת אחרת,
12:26
or when it meets a chemical deposited
310
734229
1625
או כשהיא פוגשת הפקדה כימית
12:27
on the ground by another,
311
735854
1736
של אחרת על האדמה,
12:29
then it changes direction to follow
312
737590
1833
אז היא משנה כיוון כדי לעקוב
12:31
in the direction of the interaction,
313
739423
1573
אחרי כיוון ההתקשרות,
12:32
and that's how you get the trail of ants
314
740996
1977
וכך אתם מקבלים את שיירת הנמלים
12:34
sharing your picnic.
315
742973
1413
שחולקות בפיקניק שלכם.
12:36
Now this is a place where I think we might be able
316
744386
1695
עכשיו זה מקום בו אני חושבת שאנחנו מסוגלים
12:38
to learn something from ants about cancer.
317
746081
3741
ללמוד משהו מהנמלים על סרטן.
12:41
I mean, first, it's obvious that we could do a lot
318
749822
1981
אני מתכוונת, ראשית,
זה ברור שנוכל לעשות הרבה
זה ברור שנוכל לעשות הרבה
12:43
to prevent cancer
319
751803
1610
כדי למנוע סרטן
12:45
by not allowing people to spread around
320
753413
2577
בכך שלא נאפשר לאנשים לפזר
12:47
or sell the toxins that promote
321
755990
1944
או למכור חומרים רעילים שמקדמים
12:49
the evolution of cancer in our bodies,
322
757934
2780
את האבולוציה של סרטן בגוף שלנו,
12:52
but I don't think the ants can help us much with this
323
760714
2346
אבל אני לא חושבת שהנמלים
יכולות לעזור הרבה עם זה
יכולות לעזור הרבה עם זה
12:55
because ants never poison their own colonies.
324
763060
3358
מפני שנמלים לעולם
לא ירעילו את המושבה שלהן.
לא ירעילו את המושבה שלהן.
12:58
But we might be able to learn something from ants
325
766418
1332
אבל אולי נהיה מסוגלים ללמוד משהו מהנמלים
12:59
about treating cancer.
326
767750
1763
על טיפול בסרטן.
13:01
There are many different kinds of cancer.
327
769513
2225
יש הרבה סוגים שונים של סרטן.
13:03
Each one originates in a particular part of the body,
328
771738
2978
כל אחד מקורו בחלק אחר של הגוף,
13:06
and then some kinds of cancer will spread
329
774716
2966
ואז סוגים מסויימים של סרטן יתפשטו
13:09
or metastasize to particular other tissues
330
777682
2830
או ישלחו גרורות לרקמות אחרות בפרט
13:12
where they must be getting
resources that they need.
resources that they need.
331
780512
2880
שם הם חייבים לקבל את המשאבים שהם צריכים.
13:15
So if you think from the perspective
332
783392
1808
אז אם תחשבו מנקודת המבט
13:17
of early metastatic cancer cells
333
785200
1950
של תאי סרטן גרורתי מוקדם
13:19
as they're out searching around
334
787150
1623
כשהם מחפשים
13:20
for the resources that they need,
335
788773
2317
משאבים שהם צריכים,
13:23
if those resources are clustered,
336
791090
1983
אם המשאבים האלה מקובצים,
13:25
they're likely to use interactions for recruitment,
337
793073
3013
יש סבירות גבוהה שהם ישתמשו בתקשורת לגיוס,
13:28
and if we can figure out how
cancer cells are recruiting,
cancer cells are recruiting,
338
796086
3093
ואם נוכל להבין איך תאי הסרטן מגייסים,
13:31
then maybe we could set traps
339
799179
2347
אז אולי נוכל להכין מלכודות
13:33
to catch them before they become established.
340
801526
4049
כדי ללכוד אותם לפני שהם מתמקמים.
13:37
So ants are using interactions in different ways
341
805575
3235
אז נמלים משתמשות בתקשורת בדרכים שונות
13:40
in a huge variety of environments,
342
808810
2602
במגוון עצום של סביבות,
13:43
and we could learn from this
343
811412
1821
ונוכל ללמוד מזה
13:45
about other systems that operate
344
813233
1777
על מערכות אחרות שפועלות
13:47
without central control.
345
815010
2337
בלי ניהול מרכזי.
13:49
Using only simple interactions,
346
817347
1979
על ידי שימוש בתקשורות פשוטות,
13:51
ant colonies have been performing
347
819326
1795
מושבות נמלים ביצעו
13:53
amazing feats for more than 130 million years.
348
821121
3633
דברים מדהימים במשך יותר מ 130 מליון שנים.
13:56
We have a lot to learn from them.
349
824754
2140
יש לנו הרבה ללמוד מהן.
13:58
Thank you.
350
826894
2738
תודה לכם.
14:01
(Applause)
351
829632
2733
(מחיאות כפיים)
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