Het handelsreizigersprobleem

Logo konvib-312

handelsreizigerDieren die reizen naar meerdere bestemmingen en daarna naar hun thuisbasis terugkeren, zoals bijen, vogels, primaten en mensen, worden geconfronteerd met, in de wiskunde gekend als, het handelsreizigersprobleem

(zie Wikipedia). De uitdaging is enerzijds de kortste route te vinden, en anderzijds alle bestemmingen aan te doen. Voorgaand onderzoek heeft reeds duidelijk gemaakt dat dieren alle bestemmingen aandoen en hiervoor  vrij optimale routes gebruiken. Maar weinig is geweten hoe zij dat klaarspelen.handelsreizigersprobleem

Dieren kunnen geen kaart raadplegen om te zien waar de beste voedselbronnen liggen en hoe daar op een efficiënte manier te geraken. Bijen starten zonder iets te weten van het terrein of waar het voedsel (bloemen) kan worden gevonden, zodat zij eerst het terrein moeten verkennen, een na een de voedselbronnen ontdekken en vervolgens een efficiënte route bepalen aan de hand van de opgeslagen informatie in hun klein brein.
“Enkel door iedere beweging die ze maken bij het verkennen van het terrein en het volgen van hun gekozen route te monitoren, kunnen we proberen te begrijpen hoe de bijen het probleem aanpakken”, volgens de onderzoekers van de Queen Mary University of London .
Het experiment bestond uit het plaatsen van een aantal voedselbronnen in de natuur waar de bijen zich konden bevoorraden. De weg afgelegd door iedere bij, gedurende het gradueel uitwerken van hun route, werd minutieus gevolgd en opgeslagen door gebruik te maken van harmonische radartechnologie. Het resultaat was een van de grootste en meest complete dataset ooit opgenomen van bijenvluchten en gaf voor het eerst een goed inzicht hoe een bepaalde route zich ontwikkeld.

De onderzoekers ontwierpen kaarten waarop te zien was hoe bepaalde segmenten van een route meer en meer gebruikt werden, terwijl andere segmenten werden vergeten naargelang nieuwe wegen werden gevonden.
De afgelegde weg en duur van de verzameltrips verminderden naargelang de bijen meer ervaring opdeden. De onderzoekers ontdekten bewijsmateriaal dat suggereert dat bijen een random proces gebruiken om variatie te brengen in hun route door de volgorde waarin de verschillende voedselbronnen werden bezocht te wijzigen, om de meest optimale route te vinden.
De resultaten toonden ook aan dat efficiënte routes ontstaan door zowel verbeteringen aan de volgorde waarin de voederplaatsen werden bezocht als aan de verplaatsingen tussen de voederplaatsen. Met andere woorden, ervaren bijen bezochten de voederplaatsen uiteindelijk in een vrij optimale volgorde en gebruikten de kortste wegen tussen de voedselbronnen.

Goed begrip van hoe dieren met kleine hersenen, zoals bijen, eenvoudige vuistregels gebruiken om complex en flexibel gedrag uit te voeren is van toepassing bij de ontwikkeling van artificiële intelligentie en robots.

Bron: nieuwsbrief Bee Culture 29 december 2017