В крупных городах с различным строением улиц ученые изучали перемещение транспортных потоков с помощью саранчи. Насекомых выпускали гулять по моделям городов, чтобы понять, где они собираются в стаи. Выводы оказались неожиданными.
Современное проектирование и развитие городов затруднены из-за роста населения и транспортного потока. Застройка должна быть технологичной, эффективной, экологичной и соответствовать другим современным требованиям. Основным фактором воздействия на городскую систему называютПоток — обширное понятие, охватывающее экономику, технику, социальную и пространственную организацию. Изучение городских потоков позволяет создавать эффективные транспортные сети и коммуникации.
Современное проектирование часто использует компьютерные модели для имитации движения пешеходов, автомобилей и других элементов городской жизни. Но существует и другой, более необычный метод — биологический. Примером служат слизевики — простейшие организмы, которые умеют находить наилучший путь с минимальными затратами энергии. одном экспериментеВ 2010 году слизевик составил наилучший путь между двумя пунктами, фактически повторяя карту железной дороги Токио. Возможно, жизнь людей в городах возможно смоделировать с помощью других организмов.
Четверо биологов из Израиля решили проверить эту гипотезу, проанализировав устройство среды в крупных городах с помощью пустынной саранчи. Schistocerca gregaria). Ее выбрали потому, что, по словамДля многих учёных это явление – воплощение совместного движения в чистом виде. Пчёлы собираются в стада, согласуют свои действия. сохраняютТакое поведение и в тесных обстоятельствах.
Исследователи из Израиля изучали поведение саранчи, как отдельных особей, так и стай, с помощью камер и компьютерного зрения в среде, имитирующей городскую обстановку. опубликованы в журнале iScience.
Авторы исследования создали три физические модели районов Нью-Йорка, Рима и Каира с масштабом 1:200. По улицам шириной от одного до четырех метров перемещались 50 нелетающих саранчовых насекомых в течение четырёх часов под наблюдением видеокамеры. Программа LocusTracker обрабатывала траектории движения каждого насекомого, а биологи составляли тепловые карты. Программа фиксировала скорость саранчи, тип территории, её занимаемое место и другие параметры.
Обнаружилось, что на широких улицах Нью-Йорка (сеть топологическая), которые теоретически подходят для коллективного движения, скоплений было мало (20%). В целом насекомые чаще встречались на самых широких улицах. В Риме поведение было другим — этот город устроен иерархически (топология сравнима с деревом алгоритма) и рассчитан на бродячие толпы туристов. Саранча, гуляя по нему, сбивалась в рои одинаково часто как на узких, так и на широких улицах.
В Каире, где из-за узких улиц и острых углов предполагалось затруднение образования толп, насекомые всё равно искали открытые пространства для объединения — более половины особей находились на относительно широких участках. Авторы работы сделали вывод, что поток (представляемый насекомыми) предпочитает собираться в открытых местах и двигаться по широким улицам.
Такой биотехнологический подход может быть привлекателен своей неожиданностью. Компьютерные модели, по словам ученых, не продемонстрировали бы обнаруженных динамических эффектов.
Важно отметить, что данные модели упрощены: в них отсутствуют правила дорожного движения и другие ограничения. Для подобных исследований с живыми организмами можно применить муравьев, которые движутся по феромонному следу. В будущем такие методы могут пригодиться при проектировании новых городов.