Científicos del Instituto de Tecnología de Georgia, el Instituto Max Planck de Física para Sistemas Complejos y la Universidad de Colorado Boulder, han observado cómo excavan las hormigas sus estrechos túneles subterráneos para aportar una nueva perspectiva acerca de cómo orquestar un flujo de tráfico óptimo en entornos confinados y atestados.
Los investigadores afirman que, en las hormigas, comportamientos como la inactividad o el retroceso conducen a una excavación óptima, reduciendo aglomeraciones y atascos que interrumpen el flujo. Los resultados, publicados en la revista ‘Science’, revelan estrategias mediante las cuales grandes grupos de seres orientados a tareas pueden moverse con mayor eficiencia en espacios confinados.
Los humanos en automóviles confinados en los cuatro carriles de una autopista son representativos de cómo un flujo de grupos de cosas puede generar apiñamientos problemáticos. Y esto, a su vez, puede ralentizar o incluso detener el movimiento en todo un sistema.
Aunque los insectos sociales, como las hormigas, realizan de forma rutinaria tareas que, como la excavación de túneles angostos, requieren un flujo constante, por alguna razón, rara vez generan atascos que interrumpen el flujo. Para comprender mejor cómo los sistemas de materia activa orientados a tareas evitan apiñamientos perjudiciales, Jeffrey Aguilar y sus colegas monitorizaron los movimientos individuales de hormigas de fuego mientras excavaban.
Los científicos identificaron que ciertos comportamientos, como la baja actividad (o la inactividad) o desplazarse del túnel en excavación a la siguiente salida del nido sin retirar material alguno (movimiento conocido como «inversión»), reducían la aparición y la gravedad de los atascos.
Según afirman los autores, a la hora de evitar los atascos también resulta importante una distribución desigual del trabajo en la que un porcentaje de hormigas realiza la mayor parte de este. Empleando un modelo de excavación de autómatas celulares (AC), los autores confirmaron el efecto positivo de estos comportamientos sobre la productividad de la excavación.
A continuación, aplicaron estos conceptos a un sistema robótico de excavación para determinar si estas conductas podrían aplicarse para mejorar el tráfico en un modelo robofísico. Aunque los robots alcanzaron un rendimiento inferior en relación con las hormigas y el modelo de AC, probablemente debido a su limitada movilidad, los resultados del análisis correspondiente sugieren formas en las que los grupos densos pueden ser «aptos para la tarea», sin ir cada uno por su lado.
Las estrategias que el equipo de Aguilar ha identificado serán, según indican los autores, importantes en los esfuerzos para mejorar el movimiento de los futuros sistemas de ingeniería, como enjambres de robots encargados de retirar restos de catástrofes o nanorobots que circulen por el torrente sanguíneo.
