Artikel ini berasal dari akun publik " Bawa pulang ilmu pengetahuan "Menyediakan
Beri anak pendidikan sains terbaik
Anda seharusnya naik kereta, bukan? Sebuah negara, terdapat banyak jalur kereta api antar negara, dan mereka membentuk jaringan rel kereta api.
Tentunya dari segi biaya dan efisiensi, kereta api tidak dapat melewati setiap kota. Kota mana yang dapat mengatur pusat transportasi untuk menampung sebagian besar penumpang dan pada saat yang sama memperpendek rute perjalanan antar kota adalah ilmu perencanaan kereta api.
Dalam isu perencanaan dan desain jaringan transportasi, para ilmuwan di berbagai bidang, seperti ahli matematika dan ilmuwan komputer, telah berpartisipasi. Tetapi baru-baru ini, makhluk aneh telah muncul di bidang ini dan telah menjadi ahli pemecahan masalah yang sangat kuat.
Mari kita begini, sistem kereta api Tokyo telah beroperasi sejak 1872, dan kereta api pertama menghubungkan Tokyo dan Yokohama. Para insinyur membutuhkan lebih dari 100 tahun untuk mengoptimalkan sistem perkeretaapian ini seperti sekarang, tetapi makhluk yang akan kami perkenalkan hanya membutuhkan waktu 26 jam untuk mendapatkan hasil efisien yang sama. Yang lebih menakjubkan adalah dibandingkan dengan manusia, makhluk ini sangat primitif dan inferior, dan mereka bahkan tidak memiliki otak.
Ini adalah bagaimana hal itu terjadi?
Padahal, pemanfaatan biologi untuk menyelesaikan masalah tata ruang memiliki sejarah yang panjang. Misalnya, para ilmuwan telah menggunakan perilaku semut untuk mencari makan untuk mensimulasikan pertumbuhan kristal.
Namun dari segi desain luar angkasa, ada makhluk bernama Physarum polycephalum yang populer dalam 10 tahun terakhir.
Meskipun jamur lendir memiliki kata untuk jamur dalam namanya, itu bukan bakteri atau jamur, tetapi amuba bersel tunggal, yang merupakan sejenis protista.
Itu bisa dimulai dari satu titik dan meregang sekitar, mencari makanan. Begitu sumber makanan ditemukan, "tentakel" yang belum menemukan makanan itu akan menyusut dan menghilang. Akhirnya, pada jaringan mencari makan jamur lendir, hanya garis dan simpul yang memiliki persediaan makanan dan dapat secara efektif mengirimkan nutrisi yang tersisa.
Jamur lendir bahkan dapat menemukan jalur terpendek keluar dari labirin.
Tentu saja, jaringan terakhir yang dibentuk oleh sel jamur lendir sebenarnya masih berupa sel, tetapi lebih besar dari jaringan awal, dan memiliki beberapa inti.
Anda seharusnya sudah bisa menebaknya setelah mendengar ini. Jika kita memperlakukan biji-bijian makanan sebagai kota dan menempatkannya di sekitar jamur lendir menurut peta, dapatkah itu merencanakan jaringan yang dapat menghubungkan kota-kota (titik distribusi makanan) secara efisien?
Pada tahun 2010, ilmuwan Atsushi Tero dari Universitas Hokkaido di Jepang dan rekan-rekannya menerbitkan sebuah penelitian di jurnal Science. Mereka berhasil mengganti oatmeal tanah dengan kota, dan membiarkan jamur lendir memetakan sistem kereta api Tokyo dalam cawan petri. Angka.
Yang mengejutkan adalah bahwa sistem kereta api Tokyo yang digambar oleh jamur lendir hampir persis sama dengan jaringan kereta api yang dibangun oleh manusia melalui trial and error selama seabad terakhir.
Pada gambar di bawah ini, sisi kiri adalah jaringan kereta api Tokyo yang dibuat oleh manusia, dan sisi kanannya dibuat oleh jamur lendir.
Mari kita lihat gambar statis lagi. Pada gambar di bawah ini, bagian atas dirancang dengan jamur lendir hanya dalam beberapa hari dan beberapa oatmeal, dan bagian bawah dirancang oleh manusia selama 100 tahun dan banyak uang.
Sejak saat itu, banyak ilmuwan yang melakukan penelitian tentang optimalisasi jaringan transportasi mulai menggunakan jamur lendir untuk merancang jaringan transportasi. Beberapa orang bahkan menggunakan jamur lendir untuk memetakan Jalur Sutra dan jaringan perdagangan global.
Menggunakan jamur lendir untuk membantu manusia merencanakan desain ruang memiliki banyak keuntungan, seperti kecepatan yang cepat, biaya rendah, dan pengoperasian yang mudah. Jamur lendir tumbuh rata-rata 1 cm ke luar setiap jam. Hanya dalam beberapa hari, mereka dapat memecahkan solusi pengoptimalan yang membutuhkan waktu bertahun-tahun atau bahkan puluhan tahun untuk ditemukan manusia melalui praktik atau dengan bantuan superkomputer.
Profesor Andrew Adamatzky, direktur Pusat Komputasi Tidak Konvensional Universitas Inggris Barat, juga menggunakan oatmeal sebagai kota. Dia membandingkan jaringan transportasi 14 negara dan jalan raya yang ditarik oleh jamur lendir. Dia menemukan bahwa Skema "desain" jaringan jalan raya dan jamur lendir di Belgia, Kanada, dan Cina adalah yang paling mirip, sedangkan jaringan transportasi di Amerika Serikat dan Afrika adalah yang paling tidak efisien.
Di bawah ini adalah jaringan transportasi Amerika yang dirancang oleh jamur lendir.
Di bawah ini adalah jaringan jalan raya Spanyol yang sedang "dirancang" oleh jamur lendir.
Di bawah ini adalah perbandingan antara jaringan jalan raya Spanyol asli (kiri) dan desain jamur lendir (kanan):
Jaringan kereta api Afrika Adamatzky dirancang dengan cetakan lendir:
Adamatzky menempatkan oatmeal di 24 kota besar di dunia, dan kemudian membiarkan jamur lendir mendesain Jalur Sutra. Hasilnya adalah tingkat tumpang tindih yang tinggi dengan Jalur Sutra bersejarah (76%):
Simon Garnier, asisten profesor di New Jersey Institute of Technology (NJIT) di Amerika Serikat, juga bereksperimen dengan peta Amerika dan jamur lendir. Seperti yang Anda lihat, hasil tiga hari jamur lendir hampir sama dengan efek yang digunakan manusia selama beberapa dekade dan jutaan dolar.
Tentu saja, jamur lendir dapat digunakan tidak hanya untuk mensimulasikan sistem transportasi yang efisien, tetapi juga untuk mensimulasikan bencana alam dan bencana akibat ulah manusia seperti kecelakaan mobil dan banjir.
Lalu bagaimana cara mensimulasikan? Taburkan garam pada posisi yang sesuai dari cawan petri.
Hal ini karena garam bersifat racun bagi jamur lendir, saat bertemu dengan partikel garam maka jamur lendir akan mundur dan mencari jalur alternatif lain. Oleh karena itu, dengan menggunakan langkah-langkah yang diambil saat jamur lendir bertemu dengan butiran garam, para ilmuwan dapat memprediksi perubahan lalu lintas di sekitar saat terjadi kecelakaan lalu lintas di tempat tertentu.
Baru saja kami sebutkan bahwa jamur lendir adalah organisme bersel tunggal tanpa otak, ternyata mereka jauh lebih pintar dari yang kita kira.
Pada tahun 2012, para peneliti di University of Sydney menerbitkan sebuah studi dalam Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) dan menemukan bahwa jamur lendir tidak hanya dapat membentuk jaringan transportasi makanan yang efektif, tetapi juga menandai rute yang tidak berhasil dengan zat kimia. Seolah-olah kita memasang tanda "tidak mungkin". Dengan cara ini, jamur lendir dapat mengingat garis-garis yang tidak efisien tersebut dan mencegah kesalahan di masa mendatang.
Yang lebih kuat adalah bahwa di alam liar, ketika makanan selama satu musim dimakan, jamur lendir akan berkumpul dan berkembang biak bersama.
Jika tidak ada komando pusat, mereka akan berbagi tugas yang berbeda secara spontan. Beberapa jamur lendir menghasilkan spora seperti jamur, dan beberapa menjadi struktur yang mendukung spora. Sejauh ini, manusia belum mengetahui bagaimana mereka melakukannya.
Jamur lendir menyegarkan definisi kita tentang kecerdasan. Efisiensi jamur lendir layak dipelajari oleh komputer manusia.
Aku tahu apa yang ingin ditanyakan beberapa kawan. Bisakah jamur lendir dimakan?
Kamu boleh memakannya, kata Garnier yang sudah mencicipinya, rasanya seperti lumut.
Tidak membuat ketagihan, tolong aduk
Bawa pulang ilmu pengetahuan
ID: steamforkids
Beri anak pendidikan sains terbaik
Silakan hubungi kids@huanqiukexue.com untuk mencetak ulang
Tekan lama kode QR untuk mengikuti kami
Gambar-gambar tersebut berasal dari Internet kecuali ditentukan lain.
Untuk melindungi aslinya, bahan referensi disimpan dalam grafit:
https://shimo.im/docs/RfUEJEiAHq8noiGS/
- PromosiAnak berdoa untuk menghancurkan piano, dan ibu membuat pilihan setelah berpikir dalam-dalam.Setelah 2 tahun, dia lulus piano kelas 10!
- Teknik minimalis untuk menilai daya baterai dalam 5 detik, Anda tidak perlu menemukan remote control untuk mencobanya lagi DIY Ilmiah
- Kereta bawah tanah sangat cepat, bagaimana sinkronisasi iklan di luar jendela dengan kereta bawah tanah?