Bu yaxınlarda “Science” jurnalında dərc edilən bir araşdırma müəyyən etdi ki, kollektiv davranışın klassik modelləri səhra çəyirtkələrinin sürülərini hərəkətə gətirən mexanizmləri izah edə bilmir – bu, dünyada milyonlarla insanın həyatına təsir edən ekoloji hadisədir. Bu tədqiqat heyvan davranışı sahəsində uzun müddətdir mövcud olan inanclara meydan oxuyan, kollektiv hərəkəti dəstəkləyən idrak və sensor mexanizmlərə yeni perspektiv təklif edir.

Bədnam Bibliya zərərvericisi olan səhra çəyirtkələri təbiətdəki ən böyük həşərat qruplarından bəzilərini təşkil edir və qida təhlükəsizliyinə təsirlərinə görə hər on nəfərdən birinin yaşayışını təhdid etdiyi təxmin edilir. Sürülər, uça bilməyən yeniyetmələr toplandıqda və birlikdə yürüş etməyə başlayanda başlayır. Bu vəba böcəklərinin hərəkətlərini necə əlaqələndirdiyini başa düşmək, sürü hərəkətlərini proqnozlaşdırmaq kimi sübuta əsaslanan nəzarəti inkişaf etdirmək üçün çox vacibdir. Bundan əlavə, fərdlərarası qarşılıqlı əlaqənin xarakterini aşkar etmək, kollektiv hərəkətin sosial heyvan növləri arasında daha geniş şəkildə necə meydana gəldiyini anlamaq üçün açardır.

Onilliklər ərzində nəzəri fizikadan götürülmüş bir prinsip – fərdləri “özüyeriyən hissəciklər” kimi qəbul etmək – heyvanlarda kollektiv hərəkəti modelləşdirmək üçün istifadə edilmişdir. Maqnit kimi fiziki sistemlərdəki hissəciklərə bənzər bu fərziyyə heyvanların bir-biri ilə aktiv şəkildə uyğunlaşdığını güman edir. Lakin maqnitlərdən fərqli olaraq bu “hissəciklər” daim hərəkətdədir. Bu cür modellər göstərdi ki, fərdlər yalnız yerli qonşuları ilə uyğunlaşdıqda belə, eyni istiqamətdə hərəkət edən çoxlu sayda fərdlə genişmiqyaslı ardıcıl hərəkət yarana bilər.

Uzun müddət davam edən fərziyyə həmçinin bildirir ki, heyvanlar arasındakı sıxlıq, fərdlərin təsadüfi istiqamətlərdə hərəkət etdiyi qeyri-koherent hərəkətdən tutarlı genişmiqyaslı kollektiv hərəkətə keçid üçün həlledici amildir. Bir məkanda kifayət qədər heyvan bir araya gəldikdə, onların kortəbii olaraq nizamsız sürü hərəkətindən nizamlı sürü hərəkətinə keçəcəyi proqnozlaşdırılır. Bu proqnoz daha sonra böyük çəyirtkə qrupları ilə aparılan laboratoriya təcrübələri ilə təsdiqləndi və bununla da bu klassik modellərin iddialarını gücləndirdi.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=8188791252&adk=1687169288&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1740719061&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-02-scientists-rewrite-swarming-locusts.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMzLjAuNjk0My4xNDEiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KEE6QnJhbmQiLCI5OS4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTQxIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMy4wLjY5NDMuMTQxIl1dLDBd&dt=1740719061761&bpp=1&bdt=49&idt=45&shv=r20250226&mjsv=m202502250101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1740718905%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1740718905%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1740718905%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=773385533175&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=2473&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31090663%2C42532524%2C95353420%2C31090628%2C31090357%2C95350015%2C95353078%2C95353782&oid=2&pvsid=146665554777607&tmod=587195434&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=49

Uzun müddət davam edən fərziyyələrin sınaqdan keçirilməsi

2020-ci ildə Şərqi Afrikada çəyirtkə epidemiyası zamanı tarla işləri, laboratoriya tədqiqatları, virtual reallıq təcrübələri və keçmiş məlumatların yenidən qiymətləndirilməsi nəticəsində Konstanz Universitetindəki “Kollektiv Davranış” Mükəmməllik Klasterinin tədqiqatçıları belə qənaətə gəliblər ki, çəyirtkə sürülərində kollektiv hərəkəti idarə edən davranış mexanizmləri klassik modellərlə izah edilə bilməz. Onların tapıntıları heyvan qruplarında kollektiv hərəkətin ortaya çıxdığına inanılan ənənəvi baxışa etiraz edir.

Tədqiqatın baş müəllifi professor Iain Couzin deyir ki, “mobil heyvan qruplarında qarşılıqlı təsir mexanizmi haqqında nəticə çıxarmaq olduqca çətindir” və qeyd edir ki, “fərdlər mürəkkəb qarşılıqlı əlaqədə başqalarının davranışlarına həm təsir edir, həm də onlardan təsirlənirlər”.

Bu çətinliyin öhdəsindən gəlmək üçün Konstanz komandası immersiv 3D virtual reallıqdan istifadə edərək, onlara sərbəst hərəkət edən çəyirtkələrin kompüter tərəfindən yaradılan “holografik” virtual sürü ilə necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu öyrənməyə imkan verdi. Birinci müəllif Dr. Sercan Sayın əlavə edir: “Bu yanaşma bizə onların davranışlarını təbii sürülərdə qeyri-mümkün olan şəkildə idarə edən fərziyyələri ciddi şəkildə sınaqdan keçirməyə imkan verdi”.

Virtual reallığın təmin etdiyi vizual məlumatın dəqiq nəzarəti tədqiqatçıların çəyirtkələrin sensor məlumatların hərəkət qərarlarına necə çevrildiyini müəyyən edə bilməsi demək idi. Əvvəlki fərziyyələrin əksinə olaraq, komanda müşahidə etdi ki, “optomotor reaksiya” – çəyirtkələrin (və bir çox digər növlərin) hərəkət siqnallarını izlədiyi fitri refleks – kollektiv hərəkətin koordinasiyasına cavabdeh deyil. Həqiqətən də, çəyirtkələrin başqalarının hərəkət istiqaməti ilə açıq şəkildə uyğunlaşdığına dair heç bir sübut tapmadılar.

Məsələn, bir virtual reallıq təcrübəsində fokus çəyirtkələri iki virtual sürü arasında, biri solda, digəri sağda yerləşdirilib, hər ikisi eyni istiqamətdə hərəkət edir. Klassik modellər belə şəraitdə çəyirtkələrin “axınla getməli” olduğunu proqnozlaşdırır. Bununla belə, Konstanz komandası çəyirtkələrin birinə və ya digərinə üz tutaraq ona doğru hərəkət edəcəyini gördü.

Bundan əlavə, tədqiqatçılar qrup nizamının əvvəllər düşünüldüyü kimi sadəcə artan sıxlığın məhsulu olmadığını aşkar etdilər. Hizalanma, sıxlıqdan demək olar ki, tamamilə asılı olmayan əlaqəli vizual işarələrə cavab olaraq baş verdi. Sercan Sayin deyir: “Bu, əslində məlumatın kəmiyyətindən deyil, keyfiyyətindən asılıdır”.

Sıxlıqdan asılı olaraq ardıcıl hərəkətə keçid üçün mübahisə edən çoxlu sayda əvvəlki laboratoriya təcrübələrinin yenidən təhlili Konstanz komandasının tapıntılarını təsdiqləyərək, çəyirtkələrdə qaynaşmaların əsasını təşkil edən davranış mexanizmləri ilə bağlı əvvəlki fərziyyələrə qarşı çıxdı.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Kollektivlər üçün yeni koqnitiv çərçivə

Nəticələrini izah etmək üçün Konstanz komandasının modelləşdirmə kollektivlərinin yanaşmasını aşağıdan yuxarıya doğru nəzərdən keçirmək lazım idi. Iain Couzin deyir: “Çəyirtkələr özlərini bir-birinə uyğun gələn sadə hissəciklər kimi aparmırlar”. “Biz başa düşdük ki, onları idrak agentləri kimi modelləşdirməli, ətraflarını emal etməli və sonra hara köçəcəyimizə dair qərarlar verməliyik.”

Tədqiqat qrupu, heyvanların məkan naviqasiyası üçün istifadə etdiyi sinir dövrələrinin neyrobiologiyası ilə məlumatlandırılan, “halqa cəlbedici” neyron şəbəkəsi adlandırılan sadə koqnitiv model hazırladı. Bu modeldə fərdlər qonşuların bədəninin oriyentasiyasına və ya hərəkət istiqamətinə deyil, ona doğru olan daşımanın sadə sinir təsvirinə malikdirlər.

Hərəkət qərarları, sinir təmsillərinin nisbi yerləşdirmə əsasında rəqabət etdiyi və ya birləşdiyi dinamik bir proses vasitəsilə ortaya çıxır və nəticədə hərəkət istiqamətini müəyyən edən konsensusa nail olur. “Bizim modelimiz məlum neyrobioloji prinsiplərə əsaslanır” deyən Dr.Sayin izah edir, “və biz onun bütün əsas eksperimental tapıntılarımızı izah edə biləcəyini gördük”.

Tədqiqat sürü tədqiqatında paradiqmanın dəyişməsindən başqa bir şey deyil. Çəyirtkə davranışının dağıdıcı sürülərlə necə nəticələndiyinə dair fundamental yeni anlayışlar təqdim etməklə, Konstanz tədqiqatı sürü hərəkətinin effektiv modelləşdirilməsi kimi təkmilləşdirilmiş çəyirtkə ilə mübarizə strategiyaları üçün kritik biliklər verə bilər.

Üstəlik, bu tapıntıların nəticələri, çox güman ki, çəyirtkələrdən kənara çıxaraq, digər növlərdə hərəkətin koordinasiyasını, həmçinin robototexnika, süni intellekt və kollektiv intellektin öyrənilməsini başa düşməkdə daha geniş tətbiqlərə qədər uzanacaq. Məsələn, sürü robotları və avtonom nəqliyyat vasitələrinin koordinasiyası çəyirtkələrin kollektiv hərəkət üçün yüksək effektiv idrak strategiyalarından ilhamlanan alqoritmlərdən faydalana bilər.

Daha çox məlumat: Sercan Sayin və digərləri, Çəyirtkələrdə kollektiv hərəkəti idarə edən davranış mexanizmləri, Elm (2025). DOI: 10.1126/science.adq7832

Jurnal məlumatı: Elm 

Konstanz Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir