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septiembre 21, 2018

Las hormigas nos enseñan como evitar atascos en las ciudades

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Las carreteras son las arterias que mantienen las ciudades en funcionamiento. La manera en que son diseñadas e implementadas está directamente relacionada con la prosperidad, o decadencia, de la ciudad y sus distintas partes. Así pues los ingenieros siempre están buscando nuevas formas de mejorar las redes de carreteras, pero no es una tarea fácil, a veces la inspiración o el “ingenio” no aparece. Es por eso que los ingenieros miran a uno de los mayores arquitectos e ingenieros del mundo en busca de inspiración: La naturaleza. Específicamente a las hormigas, una especie conocida por su habilidad para la construcción.

Pero, ¿qué nos pueden enseñar las hormigas realmente sobre evitar atascos? Sí, es cierto que saben construir túneles y madrigueras altamente complejos, pero existen diferencias significativas entre una carretera y un túnel de tierra. Aun así, los principios básicos de diseño para un *tráfico fluido** son los mismos, y ahí está la clave: en observar atentamente cómo las hormigas diseñan sus túneles, que es precisamente lo que han hecho Científicos del Instituto de Tecnología de Georgia, el Instituto Max Planck de Física para Sistemas Complejos y la Universidad de Colorado Boulder.

La naturaleza nos enseña organización e ingeniería

Según los investigadores hay comportamientos específicos de las hormigas, tales como la inactividad o el retroceso, que permiten una excavación óptima a pesar de ocurrir en un flujo constante. Esto reduce significativamente las aglomeraciones y atascos que impiden una circulación óptima. Los humanos y sus atascos masivos en las autopistas representan lo opuesto, con comportamientos que causan graves problemas de circulación y que muchas veces empeora según aumenta el flujo.

Las hormigas son insectos sociales que llevan a cabo todo tipo de tareas, algunas de las cuales altamente complejas como la excavación de túneles, de forma rutinaria, fluida, y que casi nunca genera atascos. Jeffrey Aguilar y sus colegas buscaban comprender mejor el sistema mediante el cual las hormigas consiguen evitar aglomeramientos dañinos. Para ello, observaron cuidadosamente a las hormigas de fuego y sus movimientos individuales en pleno proceso de construcción de un túnel.

Tras pasar cierto tiempo los científicos empezaron a ver comportamientos específicos que explicaban por qué sufrían tan pocos atascos y por qué además eran tan ligeros. Los que más destacaban eran la inactividad o moverse del túnel en excavación a la siguiente salida del nido sin llevar material (también conocido como “inversión”).

Sin embargo también encontraron otro elemento clave a la hora de evitar los atascos. Este consiste en un reparto desigual del trabajo en la que un porcentaje de hormigas trabajan más que otras. Los autores usaron un modelo de excavación de autómatas celulares (AC) para confirmarlo y efectivamente el comportamiento tiene un efecto marcadamente positivo en la eficiencia de la excavación de los túneles.

Tras los resultados ya sólo quedaba la prueba más importante, aplicar estos conceptos a la vida real para ver si eran aplicables a otros sistemas aparte de las hormigas. Para ello utilizaron un sistema robótico de excavación con resultados mixtos pero optimistas. Su rendimiento fue inferior comparado con el de las hormigas y el modelo de AC, pero los científicos asumen que esto se debe en gran parte a que los robots no poseen la misma movilidad. En última instancia, los resultados del análisis del experimento ofrecen nuevas perspectivas que muestran grupos con alta densidad y eficientes sin ser desordenados.

Aunque las aplicaciones al tráfico de automóviles en carretera son obvias, no hay que olvidar los otros ámbitos a los que se puede aplicar. Desde robots de rescate que tienen que navegar por escombros hasta robots microscópicos que viajen por nuestras venas, las hormigas, que muchas veces vemos como un incordio, pueden ser las artífices de un futuro de carreteras sin prácticamente ningún atasco.

La entrada Las hormigas nos enseñan como evitar atascos en las ciudades aparece primero en Blogthinkbig.com.

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Ir a la fuente / Author: Marta Barba

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