Araştırmacılar, tek bir çoban köpeğinin 100 kadar koyundan oluşan sürüyü nasıl toplayabildiğini açıklayan matematiksel bir model oluşturdu. Vardıkları sonuç, köpeğin yalnızca iki basit matematiksel kurala uyması gerektiğini gösteriyor.
Bildiğiniz gibi çoban köpekleri, sürüleri belli bir düzende tutmak için kullanılan hayvanlardır. Bu çevik hayvanlar, çok çabuk süratlenebilirler ve kısa süreli olarak çok süratli koşabilirler. Ayrıca her türlü arazide görev yapabilirler.
Çoban köpekleri sürüleri kontrol ederken havlamak, zıplamak, sürünün etrafında daire çizerek koşmak ve hayvanların topuklarını hafifçe ısırmak gibi yöntemler kullanırlar. Sonucunda tüm bu süreç bize sıradan gibi gözükse de geçtiğimiz yıllarda araştırmacılar bu davranışların arka planındaki modeli anlamak istediler.
Bunun sonucunda da ilginç bilgiler elde ettik. Anladığım kadarıyla çoban köpekleri algoritmik düşünüyor. Bu köpekler, yalnızca iki temel kuralı kullanarak, belirli bir sürünün durumunu analiz ediyor. Sonrasında da sınırlı bir olasılıklar kümesi arasında yapılacak en iyi eylemi belirliyor.
Bu davranışın temelde “bencil sürü ilkesi” (selfish herd principle) adı verilen güçlü bir teori tarafından yönetildiği düşünülmektedir. İlk kez 1971’de evrimci biyolog WD Hamilton tarafından tanımlanan bu teori, tehdit altındaki bir sürüdeki bireylerin davranışlarını açıklamak için kullanılmıştır.
Basitçe anlatmak gerekirse, algılanan bir tehdit durumunda bir sürü üyesi kendisini tehlikede olarak algıladığında, sürünün ortalarına gitmeye çalışır. Bu durum her bir koyun için geçerli olduğundan, sürüyü içe doğru iten merkezcil bir kuvvet görevi görür.
Sonucunda bu durum tehdit ortadan kalkana kadar devam eder. Bir çoban köpeği sürünün bu davranışını, koyunların birbirine olan yakınlığını algılar. Bunun sonucunda bilgisini sürüyü bir arada tutmak ve doğru yere yönlendirmek için kullanır.
Bunu iki basit kuralla yaparlar. Koyunlar belli bir noktanın ötesine dağıldığında, köpekler onları bir araya getirebilmek etraflarında dolaşarak sürüyü korkuturlar. Oluşan baskı bencil sürü ilkelerine göre çalışır ve sürü kümelenme eğilimi gösterir. Bu başarıldığında, sürüyü bir yerden bir yere taşımak daha kolay hale gelir.
Çoban Köpeklerinin Kullandığı Sürü Algoritması Nedir?
İngiltere’deki Swansea Üniversitesi ve İsveç’teki Uppsala Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, tek bir çoban köpeğinin 100 koyundan oluşan sürüyü nasıl toplayabildiğini açıklayan matematiksel bir model oluşturdu. Vardıkları sonuç, köpeğin yalnızca iki basit matematiksel kurala uyması gerektiğini gösteriyordu.
Çalışmada araştırmacılar, bir köpeğe ve 46 koyuna oldukça hassas bir GPS cihazı taktılar. Sonucunda köpeği neyin hareket ettirdiğini ve hayvanın nasıl tepki verdiğini açıklayacak modeli tasarlamak için verileri bir bilgisayar simülasyonuna aktardılar.
Modelde her adımda köpek, sürünün yeterince uyumlu olup olmadığına karar verdi. Sürü birbirine bağlı değilse, onu birleşik hale getirmeye çalıştı. Ancak zaten bağlıysa bu sefer köpek sürüyü hedefe doğru yönlendirdi. Bir köpek sürüdeki koyun sayısı 50’den az olduğunda bunu rahatlıkla başardı. Ancak bireylerin sayısı 50’nin üzerine çıktığında ikinci bir köpeğe ihtiyaç duydu.
Peki bu ne işimize yarayacak derseniz. Öncelikle kulağa pek sevimli gelmese de bu bilgi bir robot çoban köpeği yapmakta kullanılabilir. Ayrıca binlerce insan bir araya geldiğinde, birçok bakımdan davranışlarında koyun sürülerinden farklı değildir.
Bu nedenle bu bulgular kalabalıkların kontrol edilmesi gereken durumlarda da kullanılabilir. İzlemek isterseniz…
Kaynaklar ve İleri Okumalar:
- The Mathematics of Herding Sheep; https://www.vice.com/
- How one single sheepdog herds a flock of one hundred – mystery solved; https://www.zmescience.com/
Size Bir Mesajımız Var!
Matematiksel, 2015 yılından beri yayında olan ve Türkiye’de matematiğe karşı duyulan önyargıyı azaltmak ve ilgiyi arttırmak amacıyla kurulmuş bir platformdur. Sitemizde, öncelikli olarak matematik ile ilgili yazılar yer almaktadır. Ancak bilimin bütünsel yapısı itibari ile diğer bilim dalları ile ilgili konular da ilerleyen yıllarda sitemize dahil edilmiştir. Bu sitenin tek kazancı sizlere göstermek zorunda kaldığımız reklamlardır. Yüksek okunurluk düzeyine sahip bir web sitesi barındırmak ne yazık ki günümüzde oldukça masraflıdır. Bu konuda bizi anlayacağınızı umuyoruz. Ayrıca yazımızı paylaşarak veya Patreon üzerinden ufak bir bağış yaparak da büyümemize destek olabilirsiniz. Matematik ile kalalım, bilim ile kalalım.
Matematiksel
