社会的昆虫が回復力のあるインフラストラクチャについて教えてくれること

: By シドニー大学エリザミドルトン

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弾力性のあるインフラストラクチャについて教えることができる社会的昆虫

事故、自然災害、ランダムまたはターゲットを絞った攻撃は、人間のインフラを損なう可能性があります。私たちの人口が増えるにつれ、私たちの輸送ネットワーク、サプライチェーン、コミュニケーションネットワークはますます大きくなり、複雑化しています。

これらのネットワークをどのように保護するか脆弱になる失敗した？社会的な昆虫はインスピレーションを与えるかもしれない。

アリ、ハチ、およびワタなどの社会的な昆虫は、共通の巣場に住んでいます。彼ら：

ネストの仲間を育てるために協力してください。
1つ（または少数）の「クイーンズ」を持つ。
すべての巣の仲間を産む繁殖力のある女性（クイーンズ）がいる。そして
若い老人と一緒に暮らす世代が重なっている。

巣内の各個体は、脳内のニューロンのように振る舞います。彼らは相互作用し、巣の中に住む最も近い隣人の行動に反応する。このような社会的行動は、泥や蟻や橋を形成するシロアリなど、印象的な功績をもたらす可能性があります。

また、崩壊に直面したときに一定の弾力性をもって巣を提供します。一緒に作業することで、大きな障害になる前に小さな障害を修正することができます。これは集合的行動と呼ばれます。それは、昆虫、魚、鳥類およびヒトを含む多くの種にわたって見られる。

私たちはすでに人間と社会の昆虫社会の間に平行して描くことができます。しかし、集団行動の継続的な研究は、数学、物理学、ロボット工学に意味を持ちます。より弾力のあるインフラストラクチャを設計するのに役立ちます。

要因

社会的な昆虫の弾力性につながる2つの要因は、分散制御と冗長性とジョブ切り替え行動です。

昆虫の社会では、指導者も青写真もない。この分散制御は、個体が本質的に置換可能であることを意味し、コロニーが個体の喪失に耐えることを可能にする。

また、システムの損傷（コロニー）は、時間がかかる管理者とのコミュニケーションを必要とせずに処理できます。人間のシステムは、しばしばインターネットに依存することで、ますます分散化されてきていますが、インターネットサービスもさらに集中化しています。

Googleの合理化された性質について考えてみましょう。検索エンジンだけでなく、電子メールサービス、カレンダー、Googleドキュメントなどのサービスを提供しています。単一の集中サービスを通じてオンライン生活を管理する方がはるかに簡単で便利です。しかし、Googleの側面がオンライン攻撃によって壊れた場合、システムを介したカスケード障害がこれらのサービスの多くにアクセスできなくなる可能性があります。

「蜂として忙しい」という言葉にもかかわらず、多くの社会的昆虫の植民地は、実際に働かないように見える「怠惰な」個体を多く維持しています。これらの個人は、冗長な個人または非アクティブな労働者ネストが労働者の喪失や捕食者の攻撃などの混乱に迅速に対応できるセーフティネットとして機能します。

昆虫はまた、ジョブの切り替え中断に応じて巣の中では、個人は彼らが専門とする仕事をしているかもしれません。これは、巣の中でより大きな効率を可能にします。しかし、混乱の間、個人はギャップを埋めるために仕事を切り替えることができます。

これは州緊急サービス（SES）のようなボランティアの緊急サービスに似ています。 SESでボランティアをしている人は、通常、他の分野で働いています。しかし、緊急事態が発生したとき、彼らは対応して問題を解決するのを助けることができます。

おそらくより幅広いスキル訓練は、インフラストラクチャーへの何らかの妨害の際に人々が支援できるようにするでしょう。

どのようにこれは人間のための教訓を保持することができますか？

社会的な昆虫の集団行動と、外乱に直面しても弾力性を保つことができる方法を研究することによって、私たちはインフラの発展を促し、大規模な失敗からそれを守るためにこれらの教訓を構築することができます。

社会的な昆虫は何千年もの間、さまざまな崩壊への様々な解決策を進化させてきました。人間のネットワークを実験しようとすることは不可能で非倫理的ですが、社会的な昆虫を直接実験することもできます。

これは、社会的な昆虫システムが人間のシステムの代理であると言うわけではなく、多くの社会的昆虫システムを比較することによって、人間の事例研究（通常は自然災害の結果から得られた結果から）を学び、シミュレーションを開発することによって、さまざまなスケールや外乱の種類にまたがる弾力性に寄与する一般的な機能。

これも両方の方法になります。物理学、経済学、工学のような他の学問分野でのレジリアンス研究からのアイデア、ツール、コンセプトを借りれば、社会的昆虫の回復力の背後にあるメカニズムをより深く理解することができます。

これにより、より良い人間のインフラストラクチャの設計に適用できる弾力性のより深い理解につながります。