TED2014
Deborah Gordon: What ants teach us about the brain, cancer and the Internet
Deborah Gordon: Czego mrówki uczą nas o mózgu, nowotworach i Internecie ?
Filmed:
Readability: 4.5
1,481,089 views
Ekolog Deborah Gordon bada mrówki wszędzie, gdzie może je znaleźć: na pustyni, w tropikach, w swojej kuchni... Podczas fascynującego wykładu, wyjaśnia swoją obsesję na punkcie owadów, których większość z nas bez namysłu by się pozbyła. Przekonuje, że życie mrówek stanowi użyteczny model, aby zgłębić takie tematy jak choroby, technologia i ludzki mózg.
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
Zajmuję się badaniem mrówek:
00:14
in the desert, in the tropical forest
1
2718
3297
na pustyni, w lasach tropikalnych,
00:18
and in my kitchen,
2
6015
1528
w mojej kuchni,
00:19
and in the hills around Silicon Valley where I live.
3
7543
4020
i na wzgórzach wokół Doliny Krzemowej,
gdzie mieszkam.
gdzie mieszkam.
00:23
I've recently realized that ants
4
11563
1676
Niedawno uświadomiłam sobie,
00:25
are using interactions differently
5
13239
2278
że mrówki porozumiewają się inaczej
00:27
in different environments,
6
15517
1828
w różnych środowiskach
i dlatego moglibyśmy się od nich nauczyć
00:29
and that got me thinking
that we could learn from this
that we could learn from this
7
17345
2000
00:31
about other systems,
8
19345
1555
o innych systemach:
00:32
like brains and data networks that we engineer,
9
20900
5588
mózgu, sieciach komputerowych,
które budujemy,
które budujemy,
i nawet nowotworach.
00:38
and even cancer.
10
26488
2846
Wszystkie te systemy mają wspólną cechę:
00:41
So what all these systems have in common
11
29334
1752
00:43
is that there's no central control.
12
31086
2857
brak centralnej kontroli.
Kolonia mrówek składa się
z bezpłodnych robotnic,
z bezpłodnych robotnic,
00:45
An ant colony consists of sterile female workers --
13
33943
3820
00:49
those are the ants you see walking around —
14
37763
2386
mrówek wędrujących dookoła,
00:52
and then one or more reproductive females
15
40149
2156
i co najmniej jednej płodnej samicy,
00:54
who just lay the eggs.
16
42305
2103
która tylko składa jaja.
00:56
They don't give any instructions.
17
44408
2009
One nie wydają rozkazów.
00:58
Even though they're called queens,
18
46417
1984
Mimo, że nazywa się je królowymi,
01:00
they don't tell anybody what to do.
19
48401
2165
nie mówią nikomu, co robić.
01:02
So in an ant colony, there's no one in charge,
20
50566
3276
W kolonii mrówek nikt nie dowodzi,
01:05
and all systems like this without central control
21
53842
2778
a takie systemy bez centralnej kontroli
01:08
are regulated using very simple interactions.
22
56620
3919
są regulowane prostymi interakcjami.
01:12
Ants interact using smell.
23
60549
2727
Mrówki używają do tego zapachów.
01:15
They smell with their antennae,
24
63276
2187
Wyczuwają zapachy czółkami
01:17
and they interact with their antennae,
25
65463
2761
i to nimi się komunikują,
01:20
so when one ant touches another with its antennae,
26
68224
3009
więc kiedy mrówka dotyka czółkami drugiej,
01:23
it can tell, for example, if the other ant
27
71233
1607
jest w stanie określić,
01:24
is a nestmate
28
72840
1634
czy tamta mrówka jest gniazdowniczką
01:26
and what task that other ant has been doing.
29
74474
4236
i jakie zadanie wykonywała.
01:30
So here you see a lot of ants moving around
30
78710
3200
Tu widać mnóstwo mrówek w ruchu,
01:33
and interacting in a lab arena
31
81910
1933
które wchodzą w interakcje
na laboratoryjnej arenie
na laboratoryjnej arenie
01:35
that's connected by tubes to two other arenas.
32
83843
3438
połączonej rurkami z dwiema innymi.
01:39
So when one ant meets another,
33
87281
2504
Kiedy mrówki się ze sobą spotykają,
01:41
it doesn't matter which ant it meets,
34
89785
2089
nie ma znaczenia z którą,
01:43
and they're actually not transmitting
35
91874
1885
to nie przesyłają
01:45
any kind of complicated signal or message.
36
93759
3465
skomplikowanych sygnałów ani wiadomości.
01:49
All that matters to the ant is the rate
37
97224
2111
Liczy się częstotliwość,
01:51
at which it meets other ants.
38
99335
2821
z jaką spotkają się z innymi mrówkami.
01:54
And all of these interactions, taken together,
39
102156
2757
Wszystkie interakcje, razem wzięte,
01:56
produce a network.
40
104913
2505
tworzą sieć.
01:59
So this is the network of the ants
41
107418
2210
To sieć mrówek,
02:01
that you just saw moving around in the arena,
42
109628
2644
które widzieliście na arenie,
02:04
and it's this constantly shifting network
43
112272
3287
i ta nieustannie zmieniająca się sieć
prowadzi do danego zachowania kolonii,
02:07
that produces the behavior of the colony,
44
115559
2520
02:10
like whether all the ants are hiding inside the nest,
45
118079
2881
takiego jak ukrywanie się w gnieździe
02:12
or how many are going out to forage.
46
120960
2694
czy tego, ile wyjdzie szukać jedzenia.
02:15
A brain actually works in the same way,
47
123654
1759
Mózg pracuje podobnie,
02:17
but what's great about ants is
48
125413
1500
ale u mrówek najwspanialsze jest to,
02:18
that you can see the whole network as it happens.
49
126913
4867
że sieć można zobaczyć podczas tworzenia.
02:23
There are more than 12,000 species of ants,
50
131780
3100
Występuje ponad 12 000 gatunków mrówek
02:26
in every conceivable environment,
51
134880
2125
żyjących w każdym możliwym środowisku,
02:29
and they're using interactions differently
52
137005
2649
które komunikują się różnie,
02:31
to meet different environmental challenges.
53
139654
2768
w zależności od wyzwań na danym terenie.
02:34
So one important environmental challenge
54
142422
2305
Jednym z wyzwań śrdowiskowych,
02:36
that every system has to deal with
55
144727
1870
z którym musi radzić sobie każdy system
02:38
is operating costs, just what it takes
56
146597
2083
są koszty operacyjne,
02:40
to run the system.
57
148680
2265
czyli warunki działania tego systemu.
02:42
And another environmental challenge is resources,
58
150945
2548
Kolejnym z wyzwań są: zasoby,
02:45
finding them and collecting them.
59
153493
2336
ich szukanie i zbieranie.
02:47
In the desert, operating costs are high
60
155829
2783
Na pustyni koszty operacyjne są wysokie,
ponieważ brakuje wody,
02:50
because water is scarce,
61
158612
1773
02:52
and the seed-eating ants that I study in the desert
62
160385
2499
więc mrówki żywiące się nasionami,
które tam badam,
które tam badam,
02:54
have to spend water to get water.
63
162884
2900
muszą poświęcić wodę, żeby ją dostać.
02:57
So an ant outside foraging,
64
165784
2139
Mrówka żywiąca się na zewnątrz,
02:59
searching for seeds in the hot sun,
65
167923
2037
szukająca nasion w pełnym słońcu,
03:01
just loses water into the air.
66
169960
2007
traci wodę, która z niej paruje.
03:03
But the colony gets its water
67
171967
1664
Kolonia otrzymuje wodę
03:05
by metabolizing the fats out of the seeds
68
173631
1766
poprzez metabolizm tłuszczów z nasion,
03:07
that they eat.
69
175397
1934
które zjadają.
03:09
So in this environment, interactions are used
70
177331
3159
W takim środowisku
interakcje służą rozpoczęciu poszukiwań.
03:12
to activate foraging.
71
180490
1549
03:14
An outgoing forager doesn't go out unless
72
182039
2264
Poszukiwaczki nie wychodzą
03:16
it gets enough interactions with returning foragers,
73
184303
2573
bez odpowiedniej ilości sygnałów
03:18
and what you see are the returning foragers
74
186876
1990
od powracających mrówek,
które tutaj widać,
które tutaj widać,
03:20
going into the tunnel, into the nest,
75
188866
1824
jak wchodzą do tunelu, do gniazda
03:22
and meeting outgoing foragers on their way out.
76
190690
2636
i spotykają poszukiwaczki,
które udają się na zewnątrz.
które udają się na zewnątrz.
03:25
This makes sense for the ant colony,
77
193326
1623
Dla kolonii to ma sens,
03:26
because the more food there is out there,
78
194949
2323
bo im więcej jedzenia na zewnątrz,
03:29
the more quickly the foragers find it,
79
197272
1851
tym szybciej znajdą je poszukiwaczki
03:31
the faster they come back,
80
199123
1236
i szybciej wrócą,
03:32
and the more foragers they send out.
81
200359
2801
aby wysłać na poszukiwania
jak najwięcej mrówek.
jak najwięcej mrówek.
03:35
The system works to stay stopped,
82
203160
2507
System pracuje nieprzerwanie,
03:37
unless something positive happens.
83
205667
2015
dopóki warunki są korzystne.
03:39
So interactions function to activate foragers.
84
207682
3881
Poszukiwaczki uaktywniają się
dzięki interakcjom.
dzięki interakcjom.
03:43
And we've been studying
the evolution of this system.
the evolution of this system.
85
211563
2907
Badaliśmy ewolucję tego systemu.
03:46
First of all, there's variation.
86
214470
1091
Występuje w nim różnorodność.
03:47
It turns out that colonies are different.
87
215561
2479
Kolonie są różne.
03:50
On dry days, some colonies forage less,
88
218040
2696
Podczas suszy niektóre kolonie
rzadziej szukają pożywienia,
rzadziej szukają pożywienia,
03:52
so colonies are different in how
89
220736
1505
więc różnią się sposobem,
03:54
they manage this trade-off
90
222241
1354
w jaki osiągają kompromis
03:55
between spending water to search for seeds
91
223595
3168
między utratą wody w poszukiwaniu nasion
03:58
and getting water back in the form of seeds.
92
226763
3320
a czerpaniem jej z nich.
04:02
And we're trying to understand why
93
230083
1719
Próbujemy zrozumieć,
04:03
some colonies forage less than others
94
231802
2140
czemu niektóre kolonie
poszukują mniej niż inne,
poszukują mniej niż inne,
04:05
by thinking about ants as neurons,
95
233942
2325
patrząc na mrówki jak na neurony,
używając modeli z neurobiologii.
04:08
using models from neuroscience.
96
236267
2338
Neuron sumuje impulsy
wysyłane przez inne neurony,
wysyłane przez inne neurony,
04:10
So just as a neuron adds up its stimulation
97
238605
2674
04:13
from other neurons to decide whether to fire,
98
241279
2006
aby wysłać potencjał czynnościowy
04:15
an ant adds up its stimulation from other ants
99
243285
2885
a mrówki sumują sygnały
od innych mrówek,
od innych mrówek,
04:18
to decide whether to forage.
100
246170
2023
aby zadecydować, kiedy szukać pożywienia.
04:20
And what we're looking for is whether there might be
101
248193
1637
Zastanawiamy się, czy między koloniami
04:21
small differences among colonies
102
249830
1992
mogą być niewielkie różnice
04:23
in how many interactions each ant needs
103
251822
3314
między liczbą niezbędnych interakcji,
04:27
before it's willing to go out and forage,
104
255136
1926
jakich potrzebuje mrówka,
żeby wyjść na poszukiwania.
żeby wyjść na poszukiwania.
04:29
because a colony like that would forage less.
105
257062
3767
Taka kolonia poszukiwałaby mniej niż inne.
04:32
And this raises an analogous question about brains.
106
260829
3139
Analogiczne pytanie dotyczy mózgu.
04:35
We talk about the brain,
107
263968
1412
Mówimy "mózg",
04:37
but of course every brain is slightly different,
108
265380
2890
ale każdy mózg jest inny,
i może istnieją jednostki
04:40
and maybe there are some individuals
109
268270
1379
04:41
or some conditions
110
269649
1319
albo określone warunki,
04:42
in which the electrical properties of neurons are such
111
270968
3222
w których elektryczne właściwości neuronów
04:46
that they require more stimulus to fire,
112
274190
3870
wymagają większej stymulacji,
aby wysłać potencjał czynnościowy,
aby wysłać potencjał czynnościowy,
04:50
and that would lead to differences in brain function.
113
278060
3726
a to oznaczałoby różnice
w funkcjonowaniu mózgu.
w funkcjonowaniu mózgu.
04:53
So in order to ask evolutionary questions,
114
281786
2334
Pytając o ewolucję,
04:56
we need to know about reproductive success.
115
284120
2679
musimy wiedzieć o sukcesie reprodukcyjnym.
04:58
This is a map of the study site
116
286799
2325
To mapa badanego terenu,
05:01
where I have been tracking this population
117
289124
2553
w którym śledziłam populację
05:03
of harvester ant colonies for 28 years,
118
291677
3293
żniwiarek przez 28 lat,
05:06
which is about as long as a colony lives.
119
294970
2262
czyli mniej więcej tyle, ile żyje kolonia.
05:09
Each symbol is a colony,
120
297232
2099
Każdy symbol to jedna kolonia,
05:11
and the size of the symbol is
how many offspring it had,
how many offspring it had,
121
299331
3266
a wielkość odzwierciedla ilość potomstwa,
05:14
because we were able to use genetic variation
122
302597
1913
bo wykorzystaliśmy genetyczną różnorodność
05:16
to match up parent and offspring colonies,
123
304510
2711
by kolonie macierzyste
dopasować z potomnymi
dopasować z potomnymi
05:19
that is, to figure out which colonies
124
307221
3297
w celu odgadnięcia, kóre kolonie
były założone przez potomne królowe
05:22
were founded by a daughter queen
125
310518
1925
pochodzące z kolonii macierzystych.
05:24
produced by which parent colony.
126
312443
2068
05:26
And this was amazing for me, after all these years,
127
314511
2002
Niesamowite było odkrycie,
po tylu latach,
po tylu latach,
05:28
to find out, for example, that colony 154,
128
316513
3128
że na przykład kolonia 154,
05:31
whom I've known well for many years,
129
319641
2176
którą znam od dawna,
05:33
is a great-grandmother.
130
321817
1819
jest prababcią.
05:35
Here's her daughter colony,
131
323636
1740
Tu znajduje się jej kolonia-córka,
05:37
here's her granddaughter colony,
132
325376
2684
tu kolonia-wnuczka,
a tutaj jej kolonie-prawnuczki.
05:40
and these are her great-granddaughter colonies.
133
328060
2392
05:42
And by doing this, I was able to learn
134
330452
2025
Dzięki temu zrozumiałam,
05:44
that offspring colonies resemble parent colonies
135
332477
3283
że kolonie potomne naśladują
kolonie macierzyste,
kolonie macierzyste,
decydując, które dni są tak upalne,
05:47
in their decisions about which days are so hot
136
335760
2217
05:49
that they don't forage,
137
337977
1778
więc mrówki nie wychodzą żerować.
05:51
and the offspring of parent colonies
138
339755
1464
Kolonie potomne żyją na tyle daleko,
05:53
live so far from each other that the ants never meet,
139
341219
2906
że mrówki nigdy się nie spotykają,
05:56
so the ants of the offspring colony
140
344125
2289
więc mrówcze potomstwo
05:58
can't be learning this from the parent colony.
141
346414
2244
nie uczy się tego od kolonii macierzystej.
06:00
And so our next step is to look
142
348658
1381
Nasz następny krok
06:02
for the genetic variation
underlying this resemblance.
underlying this resemblance.
143
350039
5276
to poszukiwanie genetycznej matrycy,
z której wynika to podobieństwo.
z której wynika to podobieństwo.
06:07
So then I was able to ask, okay, who's doing better?
144
355315
4125
Zapytałam, kto radzi sobie lepiej.
06:11
Over the time of the study,
145
359440
1460
Podczas trwania badań,
06:12
and especially in the past 10 years,
146
360900
1465
szczególnie w ostatniej dekadzie,
06:14
there's been a very severe and deepening drought
147
362365
3308
panowała dotkliwa i pogarszająca się susza
w południowo-zachodniej części Stanów.
06:17
in the Southwestern U.S.,
148
365673
2127
06:19
and it turns out that the
colonies that conserve water,
colonies that conserve water,
149
367800
3053
Okazało się, że kolonie,
które oszczędzają wodę,
które oszczędzają wodę,
06:22
that stay in when it's really hot outside,
150
370853
4429
nie wychodzą, gdy zewnątrz jest za gorąco,
06:27
and thus sacrifice getting as much food as possible,
151
375282
2632
i nie zdobywają największej
możliwej ilości jedzenia,
możliwej ilości jedzenia,
06:29
are the ones more likely to have offspring colonies.
152
377914
2945
mają największe szanse
na posiadanie kolonii potomnych.
na posiadanie kolonii potomnych.
06:32
So all this time, I thought that colony 154
153
380859
2269
Długo myślałam, że kolonia 154,
06:35
was a loser, because on really dry days,
154
383128
2670
była stracona, bo w bardzo suche dni,
06:37
there'd be just this trickle of foraging,
155
385798
1868
częstotliwość poszukiwań była niewielka,
06:39
while the other colonies were out
156
387666
1591
a inne kolonie były na zewnątrz,
06:41
foraging, getting lots of food,
157
389257
2117
szukając i zdobywając mnóstwo jedzenia,
06:43
but in fact, colony 154 is a huge success.
158
391374
3020
ale to kolonia 154 jest ogromnym sukcesem.
Jest matką rodu.
06:46
She's a matriarch.
159
394394
1332
06:47
She's one of the rare great-grandmothers on the site.
160
395726
3052
Jest jedną z niewielu prababć
na tym terenie.
na tym terenie.
Z tego, co wiem, po raz pierwszy
06:50
To my knowledge, this is the first time
161
398778
2785
06:53
that we've been able to track
162
401563
1639
byliśmy w stanie śledzić
06:55
the ongoing evolution of collective behavior
163
403202
3001
ewolucję zachowań zbiorowych
w naturalnej populacji zwierząt
06:58
in a natural population of animals
164
406203
2117
07:00
and find out what's actually working best.
165
408320
4657
i zbadać, które zachowanie
jest najkorzystniejsze.
jest najkorzystniejsze.
07:04
Now, the Internet uses an algorithm
166
412977
2421
Internet wymaga algorytmu
07:07
to regulate the flow of data
167
415398
2853
do kontroli przepływ danych,
który jest bardzo podobny do tego
07:10
that's very similar to the one
168
418251
2227
używanego przez żniwiarki, aby regulować
07:12
that the harvester ants are using to regulate
169
420478
2376
liczbę wychodzących poszukiwaczek.
07:14
the flow of foragers.
170
422854
1541
07:16
And guess what we call this analogy?
171
424395
3366
Zgadnijcie, jak nazywamy tę analogię?
07:19
The anternet is coming.
172
427761
1518
Nadchodzi "Anternet"!
07:21
(Applause)
173
429279
1721
(Brawa)
07:23
So data doesn't leave the source computer
174
431000
3454
Komputer źródłowy nie wyśle danych
07:26
unless it gets a signal that there's enough bandwidth
175
434454
2861
bez odpowiedniej przepustowości łącza,
07:29
for it to travel on.
176
437315
2729
po których mogą przepłynąć.
07:32
In the early days of the Internet,
177
440044
1441
Na początku dziejów Internetu,
07:33
when operating costs were really high
178
441485
2274
kiedy koszty operacyjne były wysokie
07:35
and it was really important not to lose any data,
179
443759
3227
i trzeba było uważać,
aby nie stracić danych,
aby nie stracić danych,
07:38
then the system was set up for interactions
180
446986
2157
system był oparty na interakcjach
07:41
to activate the flow of data.
181
449143
3062
aktywujących przepływ danych.
07:44
It's interesting that the ants are using an algorithm
182
452205
2385
System, który wynaleźliśmy,
jest bardzo podobny
jest bardzo podobny
07:46
that's so similar to the one that we recently invented,
183
454590
3896
do tego używanego przez mrówki,
07:50
but this is only one of a handful of ant algorithms
184
458486
2953
jednego z niewielu algorytmów,
07:53
that we know about,
185
461439
1419
o których wiemy,
07:54
and ants have had 130 million years
186
462858
3193
a mrówki miały 130 milionów lat
07:58
to evolve a lot of good ones,
187
466051
2026
na wypracowanie tych dobrych.
08:00
and I think it's very likely
188
468077
1506
To bardzo prawdopodobne,
08:01
that some of the other 12,000 species
189
469583
2557
że niektóre z 12 000 gatunków
08:04
are going to have interesting algorithms
190
472140
2697
mają ciekawe algorytmy
08:06
for data networks
191
474837
1024
dla sieci danych,
08:07
that we haven't even thought of yet.
192
475861
2697
o których jeszcze nie wiemy.
08:10
So what happens when operating costs are low?
193
478558
3085
Co się dzieje, kiedy koszty są niskie?
08:13
Operating costs are low in the tropics,
194
481643
1787
Koszty operacyjne są niskie w tropikach,
08:15
because it's very humid, and it's easy for the ants
195
483430
2096
ponieważ jest bardzo wilgotno
i mrówkom jest łatwo poszukiwać.
08:17
to be outside walking around.
196
485526
2824
Mrówki występują w takiej obfitości
08:20
But the ants are so abundant
197
488350
1653
08:22
and diverse in the tropics
198
490003
1818
i różnorodności w tropikach,
08:23
that there's a lot of competition.
199
491821
2598
że panuje tam duża konkurencja.
08:26
Whatever resource one species is using,
200
494419
1952
Jeśli z zasobów korzysta jeden gatunek,
08:28
another species is likely to be using that
201
496371
3172
to prawdopodobnie używa ich inny
08:31
at the same time.
202
499543
2379
w tym samym czasie.
08:33
So in this environment, interactions are used
203
501922
2608
W tych warunkach interakcje
służą czemuś innemu.
08:36
in the opposite way.
204
504530
1945
08:38
The system keeps going
205
506475
1395
System pracuje do momentu,
08:39
unless something negative happens,
206
507870
1554
dopóki nie wydarzy się coś negatywnego.
08:41
and one species that I study makes circuits
207
509424
2167
Jeden z badanych gatunków krąży,
08:43
in the trees of foraging ants
208
511591
2159
wśród drzew, na których mrówki
poszukują pożywienia,
poszukują pożywienia,
08:45
going from the nest to a food source and back,
209
513750
2981
od gniazda do jedzenia, i z powrotem,
08:48
just round and round,
210
516731
1329
kółko za kółkiem,
08:50
unless something negative happens,
211
518060
1442
aż wydarzy się coś złego,
08:51
like an interaction
212
519502
1609
na przykład spotkanie
08:53
with ants of another species.
213
521111
2739
z mrówką innego gatunku.
08:55
So here's an example of ant security.
214
523850
2937
To przykład mrówczej ochrony.
08:58
In the middle, there's an ant
215
526787
1858
W środku jest mrówka,
09:00
plugging the nest entrance with its head
216
528645
2463
która zasłania głową wejście do gniazda
09:03
in response to interactions with another species.
217
531108
2993
w obronie przed innym gatunkiem.
09:06
Those are the little ones running around
218
534101
1659
To te małe mrówki biegające dookoła
09:07
with their abdomens up in the air.
219
535760
2751
z odwłokami w górze.
09:10
But as soon as the threat is passed,
220
538511
2046
Kiedy zagrożenie mija,
09:12
the entrance is open again,
221
540557
2755
wejście jest ponownie otwierane.
09:15
and maybe there are situations
222
543312
1790
Takie sytuacje mogą pojawić się
09:17
in computer security
223
545102
1089
w systemie bezpieczeństwa komputerowego,
09:18
where operating costs are low enough
224
546191
2206
kiedy koszty są na tyle niskie,
09:20
that we could just block access temporarily
225
548397
3375
że można tymczasowo zablokować dostęp
09:23
in response to an immediate threat,
226
551772
2193
w odpowiedzi na bezpośrednie zagrożenie,
09:25
and then open it again,
227
553965
2026
a potem znów odblokować,
09:27
instead of trying to build
228
555991
1269
zamiast próbować zbudować
09:29
a permanent firewall or fortress.
229
557260
3980
trwałe zapory sieciowe.
09:33
So another environmental challenge
230
561240
1940
Innym wyzwaniem środowiskowym,
09:35
that all systems have to deal with
231
563180
1695
z jakim muszą radzić sobie systemy
09:36
is resources, finding and collecting them.
232
564875
5452
są zasoby, ich znajdowanie i gromadzenie.
Mrówki radzą sobie,
09:42
And to do this, ants solve the problem
233
570327
1673
09:44
of collective search,
234
572000
1258
prowadząc poszukiwania grupowe,
09:45
and this is a problem that's of great interest
235
573258
1576
a to kwestia interesująca
09:46
right now in robotics,
236
574834
1484
dla robotyki,
09:48
because we've understood that,
237
576318
1732
bo pomogła zrozumieć,
09:50
rather than sending a single,
238
578050
1614
że wysyłanie jednego,
09:51
sophisticated, expensive robot out
239
579664
3495
wymyślnego i drogiego robota
do badania obcej planety,
09:55
to explore another planet
240
583159
1417
09:56
or to search a burning building,
241
584576
2567
czy przeszukiwania płonącego budynku,
09:59
that instead, it may be more effective
242
587143
2600
może być mniej efektywna
10:01
to get a group of cheaper robots
243
589743
4377
niż wysłanie grupy tańszych robotów
10:06
exchanging only minimal information,
244
594120
2545
wymieniających minimum informacji,
10:08
and that's the way that ants do it.
245
596665
2799
czyli tak samo jak robią mrówki.
10:11
So the invasive Argentine ant
246
599464
1765
Inwazyjne mrówki argentyńskie
10:13
makes expandable search networks.
247
601229
2330
tworzą rozszerzające się sieci poszukiwań.
10:15
They're good at dealing with the main problem
248
603559
2273
Dobrze radzą sobie z głównym problemem
10:17
of collective search,
249
605832
1331
poszukiwań grupowych,
10:19
which is the trade-off between
250
607163
2566
czyli wypośrodkowaniem
między bardzo dokładnymi poszukiwaniami
10:21
searching very thoroughly
251
609729
1336
10:23
and covering a lot of ground.
252
611065
1997
a ich jak największym terenem.
10:25
And what they do is,
253
613062
895
Wtedy właśnie,
10:25
when there are many ants in a small space,
254
613957
2387
kiedy na małym terenie jest dużo mrówek,
10:28
then each one can search very thoroughly
255
616344
2213
każda szuka bardzo dokładnie,
10:30
because there will be another ant nearby
256
618557
1624
bo tuż obok jest inna mrówka
10:32
searching over there,
257
620181
1357
zajęta poszukiwaniem,
10:33
but when there are a few ants
258
621538
1647
ale kiedy mrówek jest mało
10:35
in a large space,
259
623185
2055
na dużym terenie,
10:37
then they need to stretch out their paths
260
625240
2414
wtedy rozciągają swoje ścieżki,
10:39
to cover more ground.
261
627654
1803
żeby objąć zasięgiem większy teren.
10:41
I think they use interactions to assess density,
262
629457
2954
Myślę, że używają interakcji,
do oszacowania zagęszczenia.
do oszacowania zagęszczenia.
10:44
so when they're really crowded,
263
632411
1229
Kiedy jest ich dużo,
spotykają się częściej,
spotykają się częściej,
10:45
they meet more often,
264
633640
1102
10:46
and they search more thoroughly.
265
634742
2465
dlatego szukają dokładniej.
10:49
Different ant species must use different algorithms,
266
637207
3400
Różne gatunki mrówek
używają różnych algorytmów,
używają różnych algorytmów,
10:52
because they've evolved to deal with
267
640607
2522
bo rozwinęły metody radzenia sobie
10:55
different resources,
268
643129
1671
z różnymi zasobami,
10:56
and it could be really useful to know about this,
269
644800
2559
o czym dobrze byłoby wiedzieć,
10:59
and so we recently asked ants
270
647359
1642
więc niedawno sprawdziliśmy,
w jaki sposób mrówki
w jaki sposób mrówki
11:01
to solve the collective search problem
271
649001
2450
poradzą sobie z poszukiwaniami grupowymi
11:03
in the extreme environment
272
651451
1368
w ekstremalnych warunkach mikrograwitacji
11:04
of microgravity
273
652819
1558
11:06
in the International Space Station.
274
654377
1976
na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.
11:08
When I first saw this picture, I thought,
275
656353
1545
Kiedy zobaczyłam to zdjęcie,
11:09
Oh no, they've mounted the habitat vertically,
276
657898
2857
pomyślałam, że mrowisko ustawiono pionowo,
11:12
but then I realized that, of course, it doesn't matter.
277
660755
2618
ale to przecież nie ma znaczenia.
11:15
So the idea here is that the ants
278
663373
2637
Założenie było takie,
11:18
are working so hard to hang on
279
666010
1970
że mrówki walczyły by o przyczepność
11:19
to the wall or the floor or whatever you call it
280
667980
3057
do ściany lub podłogi,
jakkolwiek by to nazwać,
jakkolwiek by to nazwać,
11:23
that they're less likely to interact,
281
671037
3009
więc ich interakcje byłyby utrudnione,
11:26
and so the relationship between
282
674046
1244
i dlatego właśnie związek
11:27
how crowded they are and how often they meet
283
675290
2120
między zagęszczeniem
a częstotliwością spotkań
a częstotliwością spotkań
11:29
would be messed up.
284
677410
1725
zostałby zaburzony.
11:31
We're still analyzing the data.
285
679135
1395
Nadal analizujemy dane.
11:32
I don't have the results yet.
286
680530
1964
Nie znamy jeszcze wyników.
11:34
But it would be interesting to know
287
682494
1694
Dobrze byłoby wiedzieć,
11:36
how other species solve this problem
288
684188
2459
jak różne gatunki rozwiązują ten problem
11:38
in different environments on Earth,
289
686647
2564
w różnych środowiskach na ziemi,
dlatego zakładamy program
11:41
and so we're setting up a program
290
689211
1266
11:42
to encourage kids around the world
291
690477
2160
zachęcający dzieci z całego świata
11:44
to try this experiment with different species.
292
692637
2536
do eksperymentowania z różnymi gatunkami.
11:47
It's very simple.
293
695173
1767
To bardzo proste.
11:48
It can be done with cheap materials.
294
696940
2090
Wytarczą do tego tanie materiały.
11:51
And that way, we could make a global map
295
699030
2833
Tym sposobem moglibyśmy zrobić
11:53
of ant collective search algorithms.
296
701863
3347
globalną mapę algorytmów
poszukiwań grupowych.
poszukiwań grupowych.
11:57
And I think it's pretty likely that the invasive species,
297
705210
2483
To prawdopodobne, że gatunki inwazyjne,
11:59
the ones that come into our buildings,
298
707693
2149
które wchodzą do naszych budynków,
12:01
are going to be really good at this,
299
709842
1742
są w tym naprawdę dobre,
12:03
because they're in your kitchen
300
711584
1848
bo są w twojej kuchni dlatego,
12:05
because they're really good
at finding food and water.
at finding food and water.
301
713432
3907
że sprawnie znajdują jedzenie i wodę
12:09
So the most familiar resource for ants
302
717339
3265
Najbardziej znajomym źródłem dla mrówek
12:12
is a picnic,
303
720604
1315
jest piknik,
12:13
and this is a clustered resource.
304
721919
2145
czyli źródło zgrupowane.
12:16
When there's one piece of fruit,
305
724064
999
Jeśli gdzieś leży kawałek owocu,
prawdopodobnie tuż obok jest kolejny.
prawdopodobnie tuż obok jest kolejny.
12:17
there's likely to be another piece of fruit nearby,
306
725063
2515
12:19
and the ants that specialize on clustered resources
307
727578
3432
Mrówki wyspecjalizowane w takich źródłach
używają interakcji do rekrutowania.
12:23
use interactions for recruitment.
308
731010
1942
12:24
So when one ant meets another,
309
732952
1277
Kiedy mrówka spotyka inną,
albo znajduje ślad chemiczny na ziemi
albo znajduje ślad chemiczny na ziemi
12:26
or when it meets a chemical deposited
310
734229
1625
12:27
on the ground by another,
311
735854
1736
pozostawniony przez inną,
12:29
then it changes direction to follow
312
737590
1833
wtedy zmienia kierunek
12:31
in the direction of the interaction,
313
739423
1573
i podąża w kierunku interakcji,
12:32
and that's how you get the trail of ants
314
740996
1977
tworząc karawanę mrówek,
z którymi dzielisz piknik.
z którymi dzielisz piknik.
12:34
sharing your picnic.
315
742973
1413
12:36
Now this is a place where I think we might be able
316
744386
1695
Mrówki mogłyby nas nauczyć
12:38
to learn something from ants about cancer.
317
746081
3741
czegoś o nowotworach.
12:41
I mean, first, it's obvious that we could do a lot
318
749822
1981
Moglibyśmy wiele zrobić, to oczywiste,
12:43
to prevent cancer
319
751803
1610
aby zapobiec nowotworom,
12:45
by not allowing people to spread around
320
753413
2577
nie pozwalając ludziom rozprzestrzeniania
12:47
or sell the toxins that promote
321
755990
1944
i sprzedaży toksyn,
12:49
the evolution of cancer in our bodies,
322
757934
2780
które przyczyniają się do rozwoju raka,
ale tu nie pomogą nam mrówki,
12:52
but I don't think the ants can help us much with this
323
760714
2346
12:55
because ants never poison their own colonies.
324
763060
3358
bo one nie zatruwają własnych kolonii.
12:58
But we might be able to learn something from ants
325
766418
1332
Możemy nuczyć się od nich tego,
12:59
about treating cancer.
326
767750
1763
jak leczyć nowotwory.
13:01
There are many different kinds of cancer.
327
769513
2225
Jest wiele rodzajów raka.
13:03
Each one originates in a particular part of the body,
328
771738
2978
Każdy powstaje w innej części ciała,
13:06
and then some kinds of cancer will spread
329
774716
2966
a potem niektóre rozrastają się
lub tworzą przerzuty do innych tkanek,
13:09
or metastasize to particular other tissues
330
777682
2830
13:12
where they must be getting
resources that they need.
resources that they need.
331
780512
2880
gdzie muszą zdobyć potrzebne zasoby.
13:15
So if you think from the perspective
332
783392
1808
Jeśli pomyślimy
13:17
of early metastatic cancer cells
333
785200
1950
o komórkach rakowych z przerzutami,
we wczesnym stadium,
we wczesnym stadium,
13:19
as they're out searching around
334
787150
1623
poszukujących dookoła zasobów,
13:20
for the resources that they need,
335
788773
2317
których potrzebują,
13:23
if those resources are clustered,
336
791090
1983
i jeśli te zasoby są zgrupowane,
13:25
they're likely to use interactions for recruitment,
337
793073
3013
komórki używają prawdopodobnie
interakcji do rekrutowania,
interakcji do rekrutowania,
13:28
and if we can figure out how
cancer cells are recruiting,
cancer cells are recruiting,
338
796086
3093
a jeśli dowiemy się, jak rekrutują,
13:31
then maybe we could set traps
339
799179
2347
wtedy moglibyśmy założyć pułapki,
13:33
to catch them before they become established.
340
801526
4049
żeby łapać je zanim się rozwiną.
13:37
So ants are using interactions in different ways
341
805575
3235
Mrówki używają interakcji w różny sposób,
13:40
in a huge variety of environments,
342
808810
2602
w różnych warunkach
13:43
and we could learn from this
343
811412
1821
i możemy się od nich nauczyć
13:45
about other systems that operate
344
813233
1777
o systemach,
13:47
without central control.
345
815010
2337
które nie mają centralnej kontroli.
13:49
Using only simple interactions,
346
817347
1979
Dzięki prostym interakcjom
13:51
ant colonies have been performing
347
819326
1795
kolonie mrówek radzą sobie świetnie
13:53
amazing feats for more than 130 million years.
348
821121
3633
od 130 milionów lat.
13:56
We have a lot to learn from them.
349
824754
2140
Możemy się od nich wiele nauczyć.
13:58
Thank you.
350
826894
2738
Dziękuję.
(Brawa)
14:01
(Applause)
351
829632
2733
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