en
Dat de natuur als voorbeeld kan dienen voor allerlei technische problemen is natuurlijk al heel lang bekend. Neem bijvoorbeeld het Eastgate centre gebouw in Harare. In dit gebouw wordt de temperatuur op een natuurlijk manier, zonder airconditioning, geregeld. De gebruikte techniek is afgekeken van termieten die door de bijzondere architectuur van hun termietenheuvel, een natuurlijke airconditioning hebben gecreëerd. Een tweede voorbeeld zijn mieren die een inspiratiebron kunnen zijn voor het file probleem Kort door de bocht: de strategie van mieren is dat op de terugkeer van een verstopte route ze hun soortgenoten richting een betere route duwen.
Maar dan het bericht dat slijmzwammen kunnen helpen bij het ontwerpen van een spoorwegnet, waarover het laatste nummer van Science bericht. In een volstrekt origineel onderzoek laten Japanse en Engelse wetenschappers zien dat de slijmzwam Physarum polycephalum een netwerk kan vormen dat sterk overeen komt met dat van het Japanse spoorwegnet. Daarvoor lieten ze de slijmzwam groeien op een oppervlak met de contouren van Japan. De zwam werd geënt op de plek van Tokyo en elk van de grote steden van Japan was een voedsel bron. In eerste instantie overwoekert de slijmzwam de hele kaart maar tussen de verschillende voedselbronnen worden buizen gevormd die efficiënt voedsel kunnen transporteren. Het netwerk van deze buizen tussen de voedselbronnen (steden) lijkt sterk op het spoorwegnet van Japan.
Nu lijkt dit tamelijk triviaal, je trekt gewoon een lijn van de ene stad (voedselbron) naar de andere, maar dat is het niet. Net als bij het spoorwegnet mag een verstopping van één buis (spoor) niet leiden tot het onbereikbaar worden van een voedselbron (stad). Aan de andere kant zijn te veel buizen (en sporen) kostbaar in het onderhoud in termen van energie voor de slijmzwam. Dit soort biologische netwerken zijn gevormd door vele cycli van evolutionaire selectie druk en zijn daardoor waarschijnlijk heel geschikt om dit soort vaak complexe optimalisatie problemen op te lossen. De onderzoekers van dit onderzoek zijn er uiteindelijk in geslaagd om het netwerk in een mathematisch model te vangen dat kan worden gebruikt voor andere toepassingen. Bijvoorbeeld voor het oplossen van de bagage afwikkeling op vliegvelden.
Dit stuk heeft 2 Reacties
interessant, Andre! grappig dat ze de treinwegen na weten te bootsen. Alleen- kunnen ze ook uitrekenen hoe je zo optimaal mogelijk van het net gebruik maakt? Zonder dat een kleine storing zo grote gevolgen heeft als we bij een druk gebruikt net van de NS meemaken?
Ik heb trouwens ook in Zuidcalifornie in een huis gewoond met natuurlijke airco – het was altijd een aangename temperatuur in huis, nooit te droog dat het prikte in de ogen- een van de beste systemen die ik heb gezien. En in de winter ging je de houten klappen gewoon dicht doen, Simpel, toch?. Daar komt de modernste (elektrische) Airco bij lange na niet in de buurt!
My 2 cents,
Je zou ook zomaar kunnen beweren dat het diepste fundament van het ontwerp van beide systemen (de slijmzwam én het spoornet) hun oorsprong vindt in dezelfde evolutionaire basis…. Al hadden ze het gewillen, de ontwerpers van de metro in Japan hadden evolutionair geen andere keuze dan dat wat ze gedaan hebben (en dat zo lijkt op het ontwerp van de slijmzwam).
Principes die door evolutie ontstaan zijn, zijn ‘gewoon’ optimaal (al lijkt dat vaak niet zo in onze gehaaste, op korte termijn-resultaat gebaseerde samenleving). De lijn laat zich ook gewoon doortrekken (zoals Monika ook al noemt) naar andere disciplines.
Ik ben werkzaam in de IT bij diverse grote organisaties en zie ook veel parallellen tussen ICT-systemen en de ‘levende natuur’.