Саранча помогла проверить, насколько удобны для людей Нью-Йорк, Рим и Каир
Биологи изучили мобильность транспортных потоков в крупных городах с разной топологией при помощи саранчи. Насекомых выпускали побродить по улицам спроектированных городских моделей, чтобы выяснить, где они будут сбиваться в рой. Результаты оказались неочевидными.
Проектирование и развитие современных городов сейчас значительно осложнено: увеличились население и количество транспорта, застройка должна быть технологичной, эффективной, экологичной и так далее. Основным фактором влияния на городскую систему называют поток. Это довольно широкое понятие, которое касается как экономики и техники, так и социальной и пространственной организации. Городские потоки исследуют, чтобы разрабатывать оптимальные транспортные системы и коммуникации.
Современное проектирование полагается на компьютерные модели, которые симулируют потоки пешеходов, автомобилей и прочую городскую жизнь. Но существует и довольно необычный метод дизайна таких пространств — биологический. Яркий пример: слизевики, простейшие организмы, способные прокладывать наилучший путь с минимальными затратами энергии. В одном эксперименте 2010 года слизевик построил оптимальный маршрут между точками, почти полностью повторив карту железных дорог в Токио. Может быть, поведение людей в городах тоже можно симулировать другими организмами?
Проверить эту гипотезу решили четверо биологов из Израиля. Они проанализировали устройство среды в крупных городах с помощью пустынной саранчи (Schistocerca gregaria). Ее выбрали потому, что, по словам других исследователей, она представляет собой «квинтэссенцию коллективного движения». Насекомые сбиваются в рои, синхронизируют свое перемещение, причем сохраняют такое поведение даже в стесненных условиях.
Израильские биологи следили за движениями саранчи (как одиночек, так и групп) с помощью камеры и компьютерного зрения и выделяли паттерны поведения в симуляциях городской среды. Результаты эксперимента опубликованы в журнале iScience.
Авторы работы построили три физические модели некоторых районов Нью-Йорка, Рима и Каира в масштабе 1:200. По улицам, ширина которых варьировалась от одного до четырех, бродили 50 нелетающих особей саранчи в течение четырех часов, пока их снимала видеокамера. Затем траекторию движения каждого насекомого обработала программа LocusTracker, а биологи построили тепловые карты. Программа фиксировала скорость саранчи, тип территории, на которой она находится, количество насекомых в одном месте и так далее.
Выяснилось, например, что на широких улицах Нью-Йорка (его топология сетчатая), которые теоретически подходят для коллективного движения, скоплений было мало (20%). Но в целом насекомые чаще находились на самых широких улицах. В Риме они вели себя иначе — этот город устроен иерархически (топологию можно сравнить с древом алгоритма) и рассчитан на бродячие толпы туристов. Саранча, гуляя по нему, сбивалась в рои одинаково часто как на узких, так и на широких улицах.
Наконец, в Каире, который, по мысли авторов научной работы, должен был мешать образованию толп из-за множества узких улиц и острых углов, насекомые все равно искали возможность объединиться — больше половины особей находились на относительно широких пространствах. Ученые сделали вывод, что поток (его как раз и представляли насекомые) предпочитает собираться в открытых пространствах и двигаться в основном по широким улицам.
Преимуществом такого биотехнологического подхода может быть именно неочевидность. Компьютерные симуляции, как отметили исследователи, не подсветили бы выявленные динамические эффекты.
Но стоит оговориться, что эти модели упрощенные — в них нет правил дорожного движения и других ограничений. Кроме того, если продолжать подобные исследования с живыми насекомыми, можно использовать муравьев, которые следуют друг за другом по феромонному следу. В будущем эти методы могут помочь в проектировании новых городов.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Физики экспериментально подтвердили эффективность ионно-плазменного метода удаления радиоактивных загрязнений с поверхностей металлоконструкций ядерных реакторов. Новая технология позволяет очищать внутриконтурное оборудование от отложений сложного химического состава без образования опасных жидких радиоактивных отходов. Благодаря этому она даст возможность повторно использовать реакторные сплавы и снизит затраты на их переработку.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии