Welche sozialen Insekten können uns über resiliente Infrastruktur unterrichten

Unfälle, Naturkatastrophen und zufällige oder gezielte Angriffe können die menschliche Infrastruktur lahmlegen. Unsere Transportnetzwerke, Lieferketten und Kommunikationsnetze werden immer größer und komplexer, wenn unsere Bevölkerung wächst.

Wie schützen wir diese Netzwerke vor? verwundbar werden und scheitern? Soziale Insekten können etwas Inspiration liefern.

Soziale Insekten wie Ameisen, Bienen und Wespen leben in einem gemeinsamen Nest. Sie:

  • zusammenarbeiten, um Nestkameraden zu erziehen;

  • habe eine (oder wenige) "Königinnen";

  • haben fruchtbare Frauen (die Königinnen), die alle Nestkameraden produzieren; und

    Innerself-Abonnieren-Grafik

  • haben überlappende Generationen, mit jungen und alten Menschen zusammenlebend.

Jedes Individuum in einem Nest verhält sich ein wenig wie ein Neuron in einem Gehirn. Sie interagieren und reagieren auf das Verhalten der nächsten Nachbarn im Nest. Dieses soziale Verhalten kann zu beeindruckenden Leistungen führen, wie Termiten, die große Hügel bauen, oder Ameisen, die zusammen Brücken oder Flöße bilden.

Es bietet dem Nest auch eine gewisse Widerstandsfähigkeit gegenüber Störungen. Durch die Zusammenarbeit kann ein kleiner Fehler behoben werden, bevor er zu einem großen Fehler wird. Dies wird kollektives Verhalten genannt. Es ist über viele Arten, einschließlich Insekten, Fische, Vögel und Menschen gesehen.

Wir können bereits Parallelen zwischen menschlichen und sozialen Insektengesellschaften ziehen. Aber das fortgesetzte Studium kollektiven Verhaltens hat Auswirkungen auf Mathematik, Physik und Robotik. Es könnte uns helfen, eine bessere, widerstandsfähigere Infrastruktur zu entwickeln.

Ausschlaggebende Faktoren

Zwei Faktoren, die zur sozialen Widerstandsfähigkeit der Insekten führen, sind eine dezentrale Kontrolle sowie Redundanz und Job-Switching-Verhalten.

In Insektengesellschaften gibt es keinen Führer und keine Blaupause. Diese dezentrale Kontrolle bedeutet, dass jedes Individuum im Wesentlichen ersetzbar ist und Kolonien gegen den Verlust von Individuen resistent sind.

Auch Schäden an dem System - der Kolonie - können so behandelt werden, wie es geschieht, ohne dass zeitaufwändige Kommunikation mit Managern erforderlich ist. Menschliche Systeme werden immer mehr dezentralisiert, oft durch die Abhängigkeit vom Internet, aber auch unsere Internetdienste werden immer zentralisierter.

Denken Sie über die stromlinienförmige Natur von Google nach. Neben anderen Diensten bietet es nicht nur eine Suchmaschine, sondern auch einen E-Mail-Dienst, einen Kalender und Google-Dokumente. Es ist viel einfacher und bequemer, unsere Online-Leben über einen einzigen zentralen Dienst zu verwalten. Wenn jedoch ein Aspekt von Google durch einen Online-Angriff beschädigt wird, können Kaskadierungsfehler durch das System den Zugriff auf viele dieser Dienste beeinträchtigen.

Trotz der Phrase als "beschäftigt wie eine Biene", halten viele soziale Insektenkolonien tatsächlich eine große Anzahl von scheinbar "faulen" Individuen, die nicht arbeiten. Diese Personen, bekannt als redundante Personen oder inaktive Arbeiterfungieren als Sicherheitsnetz, das es einem Nest ermöglicht, schnell auf eine Störung zu reagieren - wie zum Beispiel einen Verlust von Arbeitern oder einen Raubangriff.

Insekten können das auch Jobs wechseln als Reaktion auf eine Störung. Innerhalb eines Nestes haben die Individuen einen Beruf, auf den sie sich spezialisieren. Dies ermöglicht eine größere Effizienz innerhalb des Nestes. Aber während einer Unterbrechung können die Mitarbeiter den Job wechseln, um die Lücke zu füllen.

Dies ist vergleichbar mit unseren freiwilligen Rettungsdiensten, wie dem Staatlichen Notfalldienst (SES). Leute, die sich freiwillig mit dem SES beschäftigen, arbeiten normalerweise in anderen Bereichen. Aber wenn ein Notfall eintritt, können sie reagieren und helfen, das Problem zu beheben.

Vielleicht würde ein breiteres Kompetenztraining Menschen erlauben, bei einigen Störungen unserer Infrastruktur zu helfen.

Wie könnte dies Lehren für Menschen halten?

Durch das Studium des kollektiven Verhaltens von sozialen Insekten und die Art und Weise, wie sie angesichts von Störungen widerstandsfähig bleiben, können wir auf diesen Lehren aufbauen, um die Entwicklung unserer Infrastruktur zu inspirieren und sie vor großflächigen Ausfällen zu schützen.

Soziale Insekten haben eine Vielzahl von Lösungen für verschiedene Störungen über Jahrtausende entwickelt. Der Versuch, in menschlichen Netzwerken zu experimentieren, ist oft unmöglich und unethisch, aber wir können direkt mit sozialen Insekten experimentieren.

Das soll nicht heißen, dass soziale Insektensysteme Proxys für menschliche Systeme sind, aber durch den Vergleich zahlreicher sozialer Insektensysteme, durch die Untersuchung von Fallstudien (in der Regel aus den Ergebnissen nach einer Naturkatastrophe) und durch die Entwicklung von Simulationen können wir beginnen, das zu verstehen allgemeine Merkmale, die zur Resilienz über verschiedene Skalen und Arten von Störungen beitragen.

Dies gilt auch für beide Richtungen. Durch die Aneignung von Ideen, Werkzeugen und Konzepten aus der Resilienzarbeit in anderen Disziplinen, wie Physik, Wirtschaftswissenschaften und Ingenieurwissenschaften, können wir ein besseres Verständnis der Mechanismen hinter der sozialen Insektenresilienz erlangen.

Zusammengenommen kann dies zu einem besseren Verständnis von Resilienz führen, das auf die Gestaltung einer besseren menschlichen Infrastruktur angewendet werden kann.

Über den Autor

Das GesprächMiddleton ElizaEliza Middleton, Postdoktorandin in Entomologie und Integriertem Pflanzenschutz, Universität Sydney. Sie interessiert sich weitgehend für Verhaltensökologie und hat einen besonderen Schwerpunkt auf kollektives Verhalten, Kommunikation und Resilienz in der Infrastruktur gelegt.

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch.. Lies das Original Artikel.

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