โดยได้รับแรงบันดาลใจจากพฤติกรรมของแมลงเม่า นักวิจัยได้พัฒนาอัลกอริธึมการค้นหาแบบรวมกลุ่มแบบใหม่เพื่อระบุแหล่งที่มาของกลิ่น ก่อนหน้านี้ได้มีการ เสนอหุ่นยนต์ที่เลียนแบบรูปแบบการค้นหามอดเพื่อตรวจจับก๊าซอันตรายและสารระเหย ตอนนี้ การวิจัยนำโดย Antonio Celaniที่ Abdus Salam International Center for Theoretical Physics ในเมือง Trieste
ชี้ให้เห็นว่าแนวทางนี้สามารถปรับให้เหมาะสม
ได้โดยใช้กลุ่มหุ่นยนต์ที่ทำงานร่วมกันเพื่อค้นหาแหล่งที่มาสัตว์หลายชนิดอาศัยประสาทสัมผัสในการดมกลิ่นเพื่อนำทางและค้นหาทรัพยากร การแพร่กระจายโดยกระแสอากาศที่ปั่นป่วนอาจทำให้เป็นงานที่ยาก และสัตว์บางชนิดได้ปรับพฤติกรรมเพื่อติดตามกลิ่น หนึ่งในสิ่งที่พิเศษที่สุดเหล่านี้พบได้ใน ผีเสื้อ กลางคืนตัวผู้ เมื่อจะหาคู่ครอง พวกเขาจะต้องปฏิบัติตามสารเคมีของฮอร์โมน (ฟีโรโมน) ที่ผลิตโดยผู้หญิงและสามารถทำได้สำเร็จในระยะทางหลายร้อยเมตร
แมลงเม่าสามารถรับรู้ทิศทางลมและมีกลิ่นที่เฉียบคม ผีเสื้อกลางคืนใช้กลยุทธ์ “การเหวี่ยงและคลื่น” สองขั้นตอนเพื่อแก้ไขการเคลื่อนไหวของพวกมัน เมื่อแมลงเม่าตรวจพบฟีโรโมน มันจะ “พุ่ง” โดยบินไปในสายลมจนหมดกลิ่น จากนั้นมันก็เริ่มซิกแซก (หล่อ) ที่ลม 45° จนกว่าจะฟื้นตามทาง เป็นกระบวนการที่เมื่อรวมเข้ากับอัลกอริธึมแล้ว สามารถขับเคลื่อนหุ่นยนต์ตรวจจับก๊าซได้
การเคลื่อนไหวโดยรวมพบกับการโยนและการกระชาก
เช่นเดียวกับสัตว์ส่วนใหญ่ ผีเสื้อกลางคืนไม่ได้ทำงานร่วมกันเพื่อหาคู่ อย่างไรก็ตาม สัตว์อื่นๆ เช่น ปลาและนก ประสานการเคลื่อนไหวเป็นกลุ่มเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการค้นหาทรัพยากร Celani และเพื่อนร่วมงานได้ตรวจสอบว่าการสร้างแบบจำลองแมลงเม่าเป็นสัตว์ที่เลี้ยงในฝูงสามารถให้ประโยชน์แบบเดียวกันในการค้นหาแหล่งกำเนิดกลิ่นได้หรือไม่ และโดยการขยายเพิ่มอัลกอริธึมการหล่อและไฟกระชาก
ในฝูง เจ้าหน้าที่แต่ละคนมีการเคลื่อนไหวสองรูปแบบ พวกเขาตอบสนองต่อสภาพแวดล้อมของพวกเขาเป็นรายบุคคล – ในกรณีนี้โดยการแสดงและการกระชาก – และพวกเขาจะเคลื่อนไหวเป็นกลุ่มโดยสอดคล้องกับคนรอบข้าง แนวโน้มที่จะจัดแนวนี้เรียกว่า “การเคลื่อนที่แบบรวม” และในรูปแบบที่ง่ายที่สุดจะอธิบายโดยรูปแบบที่เรียกว่าอัลกอริทึม Vicsek ที่นี่ตัวแทนแต่ละคนเลือกความเร็วโดยหาค่าเฉลี่ยของเพื่อนบ้าน เพื่อให้กลุ่มเคลื่อนไหวอย่างสอดคล้องกัน
นักวิจัยได้รวม Vicsek และอัลกอริธึม cast and surge และแนะนำ “พารามิเตอร์ความน่าเชื่อถือ”; ตัวเลขระหว่าง 0-1 เพื่ออธิบายความสมดุลระหว่างกัน เมื่อพารามิเตอร์นี้เป็น 0 เอเจนต์จะทำงานเป็นรายบุคคล และเมื่อเป็น 1 พวกเขาจะทำตามโมเดล Vicsek อย่างหมดจด
ในการจำลอง สารต่างๆ ถูกปล่อยออกจากแหล่งกำเนิดของอนุภาคกลิ่นซึ่งกระจายตัวอยู่ในสนามความเร็วที่ปั่นป่วน เวลาที่ใช้สำหรับตัวแทนแรกในการเข้าถึงต้นทางจะคำนวณเป็นฟังก์ชันของพารามิเตอร์ trust
เพิ่มประสิทธิภาพความไว้วางใจนักวิจัยได้จำลองการค้นหา
โดยรวมในสภาพแวดล้อมที่หลากหลายโดยเปลี่ยนความเร็ว จำนวนประชากร และการรับรู้ของสาร ตลอดจนอัตราการปล่อยกลิ่นและความผันผวนของสนามความเร็ว ทั่วทั้งการจำลอง มีแนวโน้มเกิดขึ้นในไม่ช้า มีพารามิเตอร์ความเชื่อถือที่เหมาะสมที่สุดประมาณ 0.8 ซึ่งเวลาในการค้นหาจะลดลง และตัวแทนที่เร็วที่สุดจะทำงานราวกับว่ารู้อยู่แล้วว่าต้นทางอยู่ที่ไหน นี่ยังเป็นจุดที่ความแปรผันของเวลาในการค้นหานั้นน้อยที่สุด โดยการเคลื่อนที่แบบรวมกลุ่มจะ “บัฟเฟอร์” อย่างมีประสิทธิภาพต่อการเปลี่ยนแปลงของเงื่อนไขการจำลอง
แมลงเม่าใช้ขนอำพรางเสียงเพื่อหลบเลี่ยงค้างคาวอธิบายถึงงานวิจัยของพวกเขาในPhysical Review Eทีมงานได้เน้นย้ำถึงผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงอัตราการปล่อยอนุภาคของกลิ่น การลดพารามิเตอร์นี้จาก 1 เป็น 0.05 จะเพิ่มเวลาในการค้นหาของเอเจนต์เดียวสามเท่า แต่แทบไม่มีผลในกรณีของกลุ่มที่ปรับให้เหมาะสม
งานวิจัยชิ้นนี้แสดงให้เห็นว่าการผสมผสานการเคลื่อนไหวร่วมในอัลกอริธึมการติดตามกลิ่นไม่เพียงแต่ทำให้เร็วขึ้น แต่ยังมีความยืดหยุ่นมากขึ้นด้วย ความทนทานของอัลกอริธึมทำให้เป็นตัวเลือกที่สมจริงสำหรับการศึกษาต่อไป ซึ่งสามารถพัฒนาการใช้หุ่นยนต์ในการตรวจหาสารเคมีที่เป็นอันตราย ระเหยง่าย และสารมลพิษได้
ในฉนวนโทโพโลยี ความสมมาตรของ TR สามารถแตกได้โดยการเติมวัสดุที่มีอะตอมแม่เหล็กหรือเชื่อมพื้นผิวของมันกับชั้นแม่เหล็กที่ทำให้ช่องว่างพลังงานอิเล็กทรอนิกส์เปิดขึ้น ณ จุดที่วาเลนซ์อิเล็กตรอนและแถบการนำไฟฟ้าสัมผัสกัน ( จุดไดรัค) ในการทดลองของพวกเขา Alù และเพื่อนร่วมงานได้สร้างเงื่อนไขดังกล่าวในอุปกรณ์ฉนวนทอพอโลยีที่ทำจากอาร์เรย์หกเหลี่ยมของเรโซเนเตอร์
แบบเพียโซอิเล็กทริกแบบวงกลมที่ยึดติดกับแผ่นบาง ๆ ของกรดโพลิแลกติก พวกเขาเชื่อมต่อระบบของพวกเขากับวงจรอิเล็กทรอนิกส์รวมภายนอก ซึ่งให้สัญญาณไฟฟ้าที่พวกเขาสามารถใช้เพื่อปรับเรโซเนเตอร์ในอวกาศและเวลา สัญญาณเหล่านี้แสดง “อคติโมเมนตัมเชิงมุมสังเคราะห์” ที่กระตุ้นให้มีการป้องกันเชิงทอพอโลยีที่แข็งแกร่งบนขอบของอุปกรณ์
สมมาตรการย้อนเวลาแตกสลายในเซมิเมทัลของ Weyl ที่เป็นเฟอร์โรแมกเนติกเมื่อใช้วิธีนี้ นักวิจัยพบว่าการถ่ายทอดเสียงกลายเป็นไปในทิศทางเดียวอย่างแท้จริงและแข็งแกร่งต่อความผิดปกติและความไม่สมบูรณ์ “ผลที่ได้คือความก้าวหน้าของฟิสิกส์เชิงทอพอโลยี เนื่องจากเราสามารถแสดงลำดับทอพอโลยีที่เกิดขึ้นจากการแปรผันของเวลา ซึ่งแตกต่างและได้เปรียบมากกว่างานขนาดใหญ่เกี่ยวกับอะคูสติกทอพอโลยีตามความไม่สมดุลทางเรขาคณิต” Alù กล่าวในการแถลงข่าว เผยแพร่โดย CUNY “แนวทางก่อนหน้านี้จำเป็นต้องมีช่องสัญญาณย้อนกลับซึ่งสามารถสะท้อนเสียงได้ ซึ่งจำกัดการป้องกันเชิงทอพอโลยีโดยเนื้อแท้ ด้วยการมอดูเลตเวลา เราสามารถยับยั้งการแพร่กระจายย้อนกลับและให้การป้องกันโทโพโลยีที่แข็งแกร่ง”
Credit : hospitalpoetry.com hotairpress.org hotelacciudaddepamplona.com hpfruit.net hzsychw.com
