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SINC – Cuando las hormigas exploran el territorio en busca de alimento acaban eligiendo unas rutas colectivas que se ajustan a distribuciones estad\u00edsticas y de probabilidad. As\u00ed lo ha demostrado un equipo de matem\u00e1ticos tras analizar las trayectorias de una especie de hormiga argentina. Estudios como este se podr\u00edan aplicar para coordinar el movimiento de microrobots en, por ejemplo, tareas de limpieza de \u00e1reas contaminadas.<\/p>\n
Los cient\u00edficos todav\u00eda no han descubierto los mecanismos que explican c\u00f3mo las bandadas de p\u00e1jaros, los bancos de peces, las hileras de hormigas u otros sistemas naturales complejos se autoorganizan tan bien en sus movimientos colectivos.<\/p>\n
Para avanzar en este problema, investigadores de Espa\u00f1a y EE UU han analizado los movimientos de una hormiga argentina (Linepithema humile, especie invasora en muchas partes del mundo) mientras forrajea o explora un territorio vac\u00edo \u2013una placa Petri\u2013 y han propuesto un modelo que explica c\u00f3mo forman sus caminos.<\/p>\n
Los autores, que publican su estudio en la revista Mathematical Biosciences, comenzaron observando el comportamiento de las hormigas de forma individual y, posteriormente, de forma colectiva. Registraron todos los movimientos, y a partir de estos experimentos detectaron que los cambios aleatorios en la direcci\u00f3n de los insectos siguen unos patrones matem\u00e1ticos.<\/p>\n
\u201cEn concreto, son una mezcla de distribuciones gaussianas y de Pareto, dos funciones de probabilidad muy usadas en estad\u00edstica, y que en este caso miden cuanto \u2018gira\u2019 la hormiga y hacia d\u00f3nde en sus desplazamientos\u201d, explica Mar\u00eda Vela P\u00e9rez, investigadora de la Universidad Europea de Madrid y coautora del trabajo.<\/p>\n
Los cient\u00edficos ya hab\u00edan comprobado en trabajos anteriores que la \u2018persistencia\u2019 de las hormigas, es decir, su tendencia a no cambiar el sentido de su marcha cuando no existen obst\u00e1culos o efectos externos, junto al \u2018refuerzo\u2019 que se produce en las zonas ya visitadas por el rastro de feromonas que van dejando, son dos factores que determinan las trayectorias de estos insectos durante el forrajeo.<\/p>\n
Estos estudios se podr\u00edan usar en la coordinaci\u00f3n de peque\u00f1os robots para limpiar \u00e1reas contaminadas<\/em><\/strong><\/p><\/blockquote>\n
Ahora, con esos datos han podido crear el modelo que describe el movimiento colectivo de las hormigas en el plano. Las simulaciones num\u00e9ricas en el ordenador muestran la formaci\u00f3n de patrones ramificados muy parecidos a los observados en las placas Petri durante el experimento real con las hormigas.<\/p>\n
Aparte del mero inter\u00e9s biol\u00f3gico, estos avances podr\u00edan aplicarse en diversos campos tecnol\u00f3gicos. \u201cPor ejemplo, se podr\u00eda usar para dise\u00f1ar la coordinaci\u00f3n de un grupo de peque\u00f1os robots para limpiar un \u00e1rea contaminada u otras tareas\u201d, apunta Vela P\u00e9rez.<\/p>\n
La investigadora recuerda que el estudio de la modelizaci\u00f3n, organizaci\u00f3n y coordinaci\u00f3n de los comportamientos de los animales es un claro ejemplo de colaboraci\u00f3n multidisciplinar, \u201cya que participan bi\u00f3logos para realizar los experimentos en el laboratorio y aportar los datos reales, en coordinaci\u00f3n con matem\u00e1ticos y f\u00edsicos que plantean y resuelven los modelos\u201d.<\/p>\n
Uno de los investigadores que ha colaborado en este trabajo, Marco A. Fontelos del Instituto de Ciencias Matem\u00e1ticas (ICMAT), tambi\u00e9n es coautor de otro estudio donde se plantea que la formaci\u00f3n de hileras de hormigas \u00abse puede caracterizar como bifurcaciones o creaci\u00f3n de caminos cuando la concentraci\u00f3n de feromonas supera un determinado valor\u201d. Este modelo te\u00f3rico se basa en ecuaciones en derivadas parciales y los detalles se publican en el Journal of Mathematical Analysis and Applications.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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