Deborah Gordon: What ants teach us about the brain, cancer and the Internet

Deborah Gordon: Was wir von Ameisen über das Gehirn, Krebs und das Internet lernen können

78,560 views

2014-05-13 ・ TED


New videos

Deborah Gordon: What ants teach us about the brain, cancer and the Internet

Deborah Gordon: Was wir von Ameisen über das Gehirn, Krebs und das Internet lernen können

78,560 views ・ 2014-05-13

TED


Bitte doppelklicken Sie auf die englischen Untertitel unten, um das Video abzuspielen.

Übersetzung: Cornelia Koller Lektorat: Nadine Hennig
00:13
I study ants
0
13099
1619
Ich erforsche Ameisen
00:14
in the desert, in the tropical forest
1
14718
3297
in der Wüste, im Regenwald
00:18
and in my kitchen,
2
18015
1528
und in meiner Küche
00:19
and in the hills around Silicon Valley where I live.
3
19543
4020
sowie in den Hügeln rund um das Silicon Valley, wo ich lebe.
00:23
I've recently realized that ants
4
23563
1676
Vor Kurzem wurde mir klar,
00:25
are using interactions differently
5
25239
2278
dass Ameisen je nach Umgebung
00:27
in different environments,
6
27517
1828
unterschiedlich interagieren
00:29
and that got me thinking that we could learn from this
7
29345
2000
und mir kam der Gedanke, daraus etwas über
00:31
about other systems,
8
31345
1555
andere Systeme lernen zu können,
00:32
like brains and data networks that we engineer,
9
32900
5588
wie Gehirne und Datennetzwerke, die wir entwickeln,
00:38
and even cancer.
10
38488
2846
und sogar Krebs.
00:41
So what all these systems have in common
11
41334
1752
All diese Systeme haben gemeinsam,
00:43
is that there's no central control.
12
43086
2857
dass es keine zentrale Kontrolle gibt.
00:45
An ant colony consists of sterile female workers --
13
45943
3820
Eine Ameisenkolonie besteht aus unfruchtbaren Arbeiterinnen --
00:49
those are the ants you see walking around —
14
49763
2386
diese Ameisen sehen Sie umherlaufen --
00:52
and then one or more reproductive females
15
52149
2156
und ein oder mehrere fruchtbare Weibchen,
00:54
who just lay the eggs.
16
54305
2103
die nur Eier legen.
00:56
They don't give any instructions.
17
56408
2009
Sie geben keine Anweisungen.
00:58
Even though they're called queens,
18
58417
1984
Auch wenn sie Königinnen heißen,
01:00
they don't tell anybody what to do.
19
60401
2165
sagen sie niemandem, was zu tun ist.
01:02
So in an ant colony, there's no one in charge,
20
62566
3276
In einer Ameisenkolonie hat also niemand das Sagen,
01:05
and all systems like this without central control
21
65842
2778
und Systeme wie dieses, ohne zentrale Kontrolle,
01:08
are regulated using very simple interactions.
22
68620
3919
werden durch ganz einfache Interaktionen gesteuert.
01:12
Ants interact using smell.
23
72549
2727
Ameisen interagieren durch ihren Geruchssinn.
01:15
They smell with their antennae,
24
75276
2187
Sie riechen mit ihren Fühlern,
01:17
and they interact with their antennae,
25
77463
2761
sie interagieren mit ihren Fühlern.
01:20
so when one ant touches another with its antennae,
26
80224
3009
Wenn sich zwei Ameisen also mit ihren Fühlern berühren,
01:23
it can tell, for example, if the other ant
27
83233
1607
wissen sie zum Beispiel,
01:24
is a nestmate
28
84840
1634
ob sie zur gleichen Kolonie gehören
01:26
and what task that other ant has been doing.
29
86474
4236
und welche Arbeit sie jeweils verrichtet haben.
01:30
So here you see a lot of ants moving around
30
90710
3200
Hier sehen Sie viele Ameisen,
01:33
and interacting in a lab arena
31
93910
1933
die im Laborbereich herumlaufen und interagieren.
01:35
that's connected by tubes to two other arenas.
32
95843
3438
Dieser Bereich ist durch Röhren mit zwei anderen Bereichen verbunden.
01:39
So when one ant meets another,
33
99281
2504
Wenn eine Ameise auf eine andere trifft,
01:41
it doesn't matter which ant it meets,
34
101785
2089
geht es nicht darum, welche Ameise das ist,
01:43
and they're actually not transmitting
35
103874
1885
und sie übertragen eigentlich
01:45
any kind of complicated signal or message.
36
105759
3465
kein kompliziertes Signal und keine Nachricht.
01:49
All that matters to the ant is the rate
37
109224
2111
Wichtig ist nur die Frequenz,
01:51
at which it meets other ants.
38
111335
2821
mit der sie aufeinandertreffen.
01:54
And all of these interactions, taken together,
39
114156
2757
All diese Interaktionen zusammen
01:56
produce a network.
40
116913
2505
ergeben ein Netzwerk.
01:59
So this is the network of the ants
41
119418
2210
Das ist das Netzwerk der Ameisen,
02:01
that you just saw moving around in the arena,
42
121628
2644
die Sie eben im Laborbereich in Bewegung gesehen haben,
02:04
and it's this constantly shifting network
43
124272
3287
und dieses sich ständig verändernde Netzwerk
02:07
that produces the behavior of the colony,
44
127559
2520
führt zum Verhalten der Kolonie,
02:10
like whether all the ants are hiding inside the nest,
45
130079
2881
zum Beispiel ob sich alle Ameisen im Nest verstecken,
02:12
or how many are going out to forage.
46
132960
2694
oder wie viele draußen nach Futter suchen.
02:15
A brain actually works in the same way,
47
135654
1759
Ein Gehirn funktioniert ebenso,
02:17
but what's great about ants is
48
137413
1500
das Tolle an Ameisen ist aber,
02:18
that you can see the whole network as it happens.
49
138913
4867
dass man das ganze Netzwerk direkt beobachten kann.
02:23
There are more than 12,000 species of ants,
50
143780
3100
Es gibt mehr als 12 000 Ameisenarten
02:26
in every conceivable environment,
51
146880
2125
in jeder erdenklichen Umgebung,
02:29
and they're using interactions differently
52
149005
2649
die unterschiedlich interagieren,
02:31
to meet different environmental challenges.
53
151654
2768
um umweltbedingte Herausforderungen zu bewältigen.
02:34
So one important environmental challenge
54
154422
2305
Eine wichtige umweltbedingte Herausforderung,
02:36
that every system has to deal with
55
156727
1870
die jedes System betrifft,
02:38
is operating costs, just what it takes
56
158597
2083
sind die Betriebskosten, also was man braucht,
02:40
to run the system.
57
160680
2265
damit das System funktioniert.
02:42
And another environmental challenge is resources,
58
162945
2548
Eine andere umweltbedingte Herausforderung
02:45
finding them and collecting them.
59
165493
2336
ist das Finden und Sammeln von Ressourcen.
02:47
In the desert, operating costs are high
60
167829
2783
In der Wüste sind die Betriebskosten hoch,
02:50
because water is scarce,
61
170612
1773
da Wasser selten ist.
02:52
and the seed-eating ants that I study in the desert
62
172385
2499
Die samenfressenden Wüstenameisen, die ich erforsche,
02:54
have to spend water to get water.
63
174884
2900
müssen Wasser verbrauchen, um Wasser zu bekommen.
02:57
So an ant outside foraging,
64
177784
2139
Eine Ameise, die draußen
02:59
searching for seeds in the hot sun,
65
179923
2037
in der heißen Sonne nach Samen sucht,
03:01
just loses water into the air.
66
181960
2007
verliert einfach Wasser an die Luft.
03:03
But the colony gets its water
67
183967
1664
Aber die Kolonie gewinnt Wasser
03:05
by metabolizing the fats out of the seeds
68
185631
1766
durch Umwandlung von Fett aus Samen,
03:07
that they eat.
69
187397
1934
die die Ameisen fressen.
03:09
So in this environment, interactions are used
70
189331
3159
In diesem Umfeld dienen Interaktionen dazu,
03:12
to activate foraging.
71
192490
1549
die Futtersuche anzuregen.
03:14
An outgoing forager doesn't go out unless
72
194039
2264
Eine Ameise geht erst nach genug Interaktionen
03:16
it gets enough interactions with returning foragers,
73
196303
2573
mit heimkehrenden Ameisen auf Futtersuche.
03:18
and what you see are the returning foragers
74
198876
1990
Hier sehen Sie die heimkehrenden Ameisen,
03:20
going into the tunnel, into the nest,
75
200866
1824
im Gang, im Nest,
03:22
and meeting outgoing foragers on their way out.
76
202690
2636
die hinauslaufende Ameisen treffen.
03:25
This makes sense for the ant colony,
77
205326
1623
Das ist in einer Kolonie sinnvoll,
03:26
because the more food there is out there,
78
206949
2323
denn je mehr Futter da draußen ist,
03:29
the more quickly the foragers find it,
79
209272
1851
desto schneller finden die Ameisen es
03:31
the faster they come back,
80
211123
1236
und kommen zurück,
03:32
and the more foragers they send out.
81
212359
2801
und desto mehr Ameisen schicken sie hinaus.
03:35
The system works to stay stopped,
82
215160
2507
Das System bleibt im Stillstand,
03:37
unless something positive happens.
83
217667
2015
bis etwas Positives passiert.
03:39
So interactions function to activate foragers.
84
219682
3881
Interaktionen aktivieren also die Futter suchenden Ameisen.
03:43
And we've been studying the evolution of this system.
85
223563
2907
Wir haben die Entwicklung dieses Systems erforscht.
03:46
First of all, there's variation.
86
226470
1091
Es gibt Abweichungen.
03:47
It turns out that colonies are different.
87
227561
2479
Es zeigt sich, dass Kolonien unterschiedlich sind.
03:50
On dry days, some colonies forage less,
88
230040
2696
An trockenen Tagen suchen manche seltener nach Futter.
03:52
so colonies are different in how
89
232736
1505
Es ist also unterschiedlich,
03:54
they manage this trade-off
90
234241
1354
wie Kolonien den Ausgleich
03:55
between spending water to search for seeds
91
235595
3168
zwischen dem Wasserverbrauch bei der Suche nach Samen
03:58
and getting water back in the form of seeds.
92
238763
3320
und der Wassergewinnung durch die Samen schaffen.
04:02
And we're trying to understand why
93
242083
1719
Und wir versuchen zu verstehen,
04:03
some colonies forage less than others
94
243802
2140
warum manche Völker weniger suchen als andere,
04:05
by thinking about ants as neurons,
95
245942
2325
indem wir Ameisen als Neuronen sehen
04:08
using models from neuroscience.
96
248267
2338
und Modelle der Neurowissenschaft verwenden.
04:10
So just as a neuron adds up its stimulation
97
250605
2674
Neuronen addieren Stimulationen durch andere Neuronen,
04:13
from other neurons to decide whether to fire,
98
253279
2006
um zu entscheiden, ob sie feuern --
04:15
an ant adds up its stimulation from other ants
99
255285
2885
genauso addieren Ameisen Stimulationen durch andere Ameisen,
04:18
to decide whether to forage.
100
258170
2023
um zu entscheiden, ob sie Futter suchen.
04:20
And what we're looking for is whether there might be
101
260193
1637
Wir wollen herausfinden,
04:21
small differences among colonies
102
261830
1992
ob es Unterschiede zwischen Völkern gibt,
04:23
in how many interactions each ant needs
103
263822
3314
wie viele Interaktionen jede Ameise benötigt,
04:27
before it's willing to go out and forage,
104
267136
1926
bevor sie draußen nach Futter sucht,
04:29
because a colony like that would forage less.
105
269062
3767
weil ein solches Volk weniger oft nach Futter sucht.
04:32
And this raises an analogous question about brains.
106
272829
3139
Das wirft eine analoge Frage über Gehirne auf.
04:35
We talk about the brain,
107
275968
1412
Wir sprechen über das Gehirn,
04:37
but of course every brain is slightly different,
108
277380
2890
aber natürlich ist jedes Gehirn ein wenig anders.
04:40
and maybe there are some individuals
109
280270
1379
Vielleicht gibt es Personen
04:41
or some conditions
110
281649
1319
oder Umstände,
04:42
in which the electrical properties of neurons are such
111
282968
3222
unter denen die elektrischen Eigenschaften von Neuronen
04:46
that they require more stimulus to fire,
112
286190
3870
mehr Anreiz brauchen, um zu feuern,
04:50
and that would lead to differences in brain function.
113
290060
3726
und das würde zu Unterschieden der Gehirnfunktion führen.
04:53
So in order to ask evolutionary questions,
114
293786
2334
Um evolutionäre Fragen zu stellen,
04:56
we need to know about reproductive success.
115
296120
2679
müssen wir über Fortpflanzungserfolg Bescheid wissen.
04:58
This is a map of the study site
116
298799
2325
Das ist die Karte eines Beobachtungsgeländes,
05:01
where I have been tracking this population
117
301124
2553
an dem ich eine Population
05:03
of harvester ant colonies for 28 years,
118
303677
3293
von Ernteameisen-Kolonien 28 Jahre lang beobachtete.
05:06
which is about as long as a colony lives.
119
306970
2262
So lange lebt eine Kolonie etwa.
05:09
Each symbol is a colony,
120
309232
2099
Jedes Symbol ist ein Volk,
05:11
and the size of the symbol is how many offspring it had,
121
311331
3266
und die Größe des Symbols stellt dar, wie viele Nachkommen es hatte,
05:14
because we were able to use genetic variation
122
314597
1913
denn durch genetische Variationen
05:16
to match up parent and offspring colonies,
123
316510
2711
konnten wir Mutter- und Tochter-Kolonien einander zuordnen,
05:19
that is, to figure out which colonies
124
319221
3297
also feststellen, welche Kolonien von
05:22
were founded by a daughter queen
125
322518
1925
einer Tochterkönigin gegründet wurden
05:24
produced by which parent colony.
126
324443
2068
und von welcher Mutterkolonie sie stammt.
05:26
And this was amazing for me, after all these years,
127
326511
2002
Nach all diesen Jahren war ich erstaunt,
05:28
to find out, for example, that colony 154,
128
328513
3128
beispielsweise herauszufinden, dass Kolonie 154,
05:31
whom I've known well for many years,
129
331641
2176
die ich viele Jahre gut gekannt hatte,
05:33
is a great-grandmother.
130
333817
1819
eine Urgroßmutter ist.
05:35
Here's her daughter colony,
131
335636
1740
Das hier ist ihre Tochterkolonie,
05:37
here's her granddaughter colony,
132
337376
2684
das hier ist ihre Tochterkolonie zweiter Generation,
05:40
and these are her great-granddaughter colonies.
133
340060
2392
und dies die Tochterkolonien dritter Generation.
05:42
And by doing this, I was able to learn
134
342452
2025
Dadurch habe ich herausgefunden,
05:44
that offspring colonies resemble parent colonies
135
344477
3283
dass nachkommende Kolonien den Mutterkolonien ähneln,
05:47
in their decisions about which days are so hot
136
347760
2217
wenn sie entscheiden,
05:49
that they don't forage,
137
349977
1778
welche Tage zu heiß für die Futtersuche sind.
05:51
and the offspring of parent colonies
138
351755
1464
Nachkommen der Mutterkolonien
05:53
live so far from each other that the ants never meet,
139
353219
2906
leben so weit von ihr entfernt, dass sich die Ameisen nie treffen,
05:56
so the ants of the offspring colony
140
356125
2289
also können die Ameisen der Tochterkolonie
05:58
can't be learning this from the parent colony.
141
358414
2244
es nicht von der Mutterkolonie lernen.
06:00
And so our next step is to look
142
360658
1381
Unser nächster Schritt ist,
06:02
for the genetic variation underlying this resemblance.
143
362039
5276
nach der genetischen Variation zu suchen, die dieser Ähnlichkeit zugrunde liegt.
06:07
So then I was able to ask, okay, who's doing better?
144
367315
4125
Dann konnte ich fragen: Wer macht es besser?
06:11
Over the time of the study,
145
371440
1460
Im Laufe der Studie,
06:12
and especially in the past 10 years,
146
372900
1465
vor allem in den letzten 10 Jahren,
06:14
there's been a very severe and deepening drought
147
374365
3308
gab es eine ernste und schlimmer werdende Dürre
06:17
in the Southwestern U.S.,
148
377673
2127
im Südwesten der USA.
06:19
and it turns out that the colonies that conserve water,
149
379800
3053
Es zeigt sich, dass es bei Kolonien, die Wasser sparen,
06:22
that stay in when it's really hot outside,
150
382853
4429
die drinnen bleiben, wenn es draußen wirklich heiß ist,
06:27
and thus sacrifice getting as much food as possible,
151
387282
2632
und somit nicht so viel Futter wie möglich sammeln,
06:29
are the ones more likely to have offspring colonies.
152
389914
2945
wahrscheinlicher ist, dass sie Tochterkolonien gründen.
06:32
So all this time, I thought that colony 154
153
392859
2269
Ich hielt die Kolonie 154 die ganze Zeit für einen Verlierer,
06:35
was a loser, because on really dry days,
154
395128
2670
denn an sehr heißen Tagen
06:37
there'd be just this trickle of foraging,
155
397798
1868
suchten nur wenige Ameisen nach Futter,
06:39
while the other colonies were out
156
399666
1591
während die anderen Kolonien
06:41
foraging, getting lots of food,
157
401257
2117
draußen waren, viel Futter sammelten,
06:43
but in fact, colony 154 is a huge success.
158
403374
3020
aber tatsächlich ist Kolonie 154 ein großer Erfolg.
06:46
She's a matriarch.
159
406394
1332
Sie ist eine Matriarchin.
06:47
She's one of the rare great-grandmothers on the site.
160
407726
3052
Sie ist eine der seltenen Urgroßmütter auf dem Beobachtungsplatz.
06:50
To my knowledge, this is the first time
161
410778
2785
Meines Wissens haben wir es zum ersten Mal geschafft,
06:53
that we've been able to track
162
413563
1639
06:55
the ongoing evolution of collective behavior
163
415202
3001
die laufende Entwicklung kollektiven Verhaltens
06:58
in a natural population of animals
164
418203
2117
bei einer natürlichen Population von Tieren
07:00
and find out what's actually working best.
165
420320
4657
zu verfolgen und herauszufinden, was am besten funktioniert.
07:04
Now, the Internet uses an algorithm
166
424977
2421
Das Internet verwendet einen Algorithmus
07:07
to regulate the flow of data
167
427398
2853
zur Steuerung des Datenflusses,
07:10
that's very similar to the one
168
430251
2227
der jenem sehr ähnlich ist,
07:12
that the harvester ants are using to regulate
169
432478
2376
den Ernteameisen zur Steuerung des Flusses
07:14
the flow of foragers.
170
434854
1541
Futter suchender Ameisen nutzen.
07:16
And guess what we call this analogy?
171
436395
3366
Und raten Sie, wie wir diese Analogie nennen?
07:19
The anternet is coming.
172
439761
1518
Das Anternet kommt. [ant = Ameise]
07:21
(Applause)
173
441279
1721
(Applaus)
07:23
So data doesn't leave the source computer
174
443000
3454
Daten verlassen den Ursprungscomputer nicht,
07:26
unless it gets a signal that there's enough bandwidth
175
446454
2861
bevor ein Signal kommt, dass genug Bandbreite vorhanden ist,
07:29
for it to travel on.
176
449315
2729
um weitergeleitet zu werden.
07:32
In the early days of the Internet,
177
452044
1441
Zur Anfangszeit des Internets,
07:33
when operating costs were really high
178
453485
2274
als die Betriebskosten sehr hoch waren
07:35
and it was really important not to lose any data,
179
455759
3227
und es sehr wichtig war, keine Daten zu verlieren,
07:38
then the system was set up for interactions
180
458986
2157
war das System auf Interaktion ausgerichtet,
07:41
to activate the flow of data.
181
461143
3062
um den Datenfluss zu aktivieren.
07:44
It's interesting that the ants are using an algorithm
182
464205
2385
Interessanterweise verwenden Ameisen einen Algorithmus,
07:46
that's so similar to the one that we recently invented,
183
466590
3896
der jenem sehr ähnelt, den wir kürzlich erfunden haben,
07:50
but this is only one of a handful of ant algorithms
184
470486
2953
aber das ist nur einer von einer Handvoll Ameisenalgorithmen,
07:53
that we know about,
185
473439
1419
die wir kennen,
07:54
and ants have had 130 million years
186
474858
3193
und Ameisen hatten 130 Millionen Jahre Zeit,
07:58
to evolve a lot of good ones,
187
478051
2026
viele gute zu entwickeln.
08:00
and I think it's very likely
188
480077
1506
Es ist sehr wahrscheinlich,
08:01
that some of the other 12,000 species
189
481583
2557
dass einige der anderen 12 000 Arten
08:04
are going to have interesting algorithms
190
484140
2697
interessante Algorithmen für
08:06
for data networks
191
486837
1024
Datennetzwerke haben,
08:07
that we haven't even thought of yet.
192
487861
2697
an die wir noch nicht einmal gedacht haben.
08:10
So what happens when operating costs are low?
193
490558
3085
Was aber passiert, wenn die Betriebskosten niedrig sind?
08:13
Operating costs are low in the tropics,
194
493643
1787
In den Tropen ist es
08:15
because it's very humid, and it's easy for the ants
195
495430
2096
sehr feucht und einfach
08:17
to be outside walking around.
196
497526
2824
für die Ameisen, draußen herumzulaufen.
08:20
But the ants are so abundant
197
500350
1653
Aber in den Tropen sind Ameisen
08:22
and diverse in the tropics
198
502003
1818
so häufig und vielfältig,
08:23
that there's a lot of competition.
199
503821
2598
dass es viel Wettbewerb gibt.
08:26
Whatever resource one species is using,
200
506419
1952
Nutzt eine Art eine Ressource,
08:28
another species is likely to be using that
201
508371
3172
wird wahrscheinlich eine andere Art diese Ressource
08:31
at the same time.
202
511543
2379
zur gleichen Zeit nutzen.
08:33
So in this environment, interactions are used
203
513922
2608
In dieser Umgebung werden Interaktionen
08:36
in the opposite way.
204
516530
1945
umgekehrt eingesetzt.
08:38
The system keeps going
205
518475
1395
Das System läuft,
08:39
unless something negative happens,
206
519870
1554
bis etwas Negatives geschieht.
08:41
and one species that I study makes circuits
207
521424
2167
Eine Art, die ich erforsche, macht Kreise
08:43
in the trees of foraging ants
208
523591
2159
auf den Bäumen Futter suchender Ameisen,
08:45
going from the nest to a food source and back,
209
525750
2981
vom Nest zu einer Futterquelle und zurück,
08:48
just round and round,
210
528731
1329
immer im Kreis,
08:50
unless something negative happens,
211
530060
1442
bis etwas Negatives geschieht,
08:51
like an interaction
212
531502
1609
wie eine Interaktion
08:53
with ants of another species.
213
533111
2739
mit Ameisen einer anderen Art.
08:55
So here's an example of ant security.
214
535850
2937
Hier ist ein Beispiel von Ameisensicherheit.
08:58
In the middle, there's an ant
215
538787
1858
In der Mitte ist eine Ameise,
09:00
plugging the nest entrance with its head
216
540645
2463
die den Eingang mit ihrem Kopf blockiert,
09:03
in response to interactions with another species.
217
543108
2993
als Reaktion auf Interaktionen mit anderen Arten.
09:06
Those are the little ones running around
218
546101
1659
Das sind die kleinen,
09:07
with their abdomens up in the air.
219
547760
2751
die mit erhobenen Hinterleibern herumlaufen.
09:10
But as soon as the threat is passed,
220
550511
2046
Aber sobald die Gefahr vorüber ist,
09:12
the entrance is open again,
221
552557
2755
ist der Eingang wieder offen.
09:15
and maybe there are situations
222
555312
1790
Vielleicht gibt es Situationen
in der Computersicherheit,
09:17
in computer security
223
557102
1089
09:18
where operating costs are low enough
224
558191
2206
in denen die Betriebskosten niedrig genug sind,
09:20
that we could just block access temporarily
225
560397
3375
sodass wir den Zugang vorübergehend blockieren könnten,
09:23
in response to an immediate threat,
226
563772
2193
um auf eine unmittelbare Gefahr zu reagieren,
09:25
and then open it again,
227
565965
2026
und ihn dann wieder öffnen,
09:27
instead of trying to build
228
567991
1269
statt es mit dem Aufbau
09:29
a permanent firewall or fortress.
229
569260
3980
einer dauerhaften Firewall oder Festung zu versuchen.
09:33
So another environmental challenge
230
573240
1940
Eine andere Herausforderung der Umwelt,
09:35
that all systems have to deal with
231
575180
1695
die alle Systeme betrifft,
09:36
is resources, finding and collecting them.
232
576875
5452
ist das Finden und Sammeln von Ressourcen.
09:42
And to do this, ants solve the problem
233
582327
1673
Dazu lösen Ameisen das Problem
09:44
of collective search,
234
584000
1258
der kollektiven Suche,
09:45
and this is a problem that's of great interest
235
585258
1576
und dieses Problem ist im Bereich
09:46
right now in robotics,
236
586834
1484
Robotik gerade hochaktuell.
09:48
because we've understood that,
237
588318
1732
Wir haben Folgendes gelernt:
09:50
rather than sending a single,
238
590050
1614
Anstatt einen einzelnen,
09:51
sophisticated, expensive robot out
239
591664
3495
komplexen, teuren Roboter einzusetzen,
09:55
to explore another planet
240
595159
1417
um andere Planeten zu erforschen
09:56
or to search a burning building,
241
596576
2567
oder ein brennendes Gebäude abzusuchen,
09:59
that instead, it may be more effective
242
599143
2600
ist es vielleicht besser,
10:01
to get a group of cheaper robots
243
601743
4377
eine Gruppe billigerer Roboter dazu zu bringen,
10:06
exchanging only minimal information,
244
606120
2545
nur minimale Informationen auszutauschen --
10:08
and that's the way that ants do it.
245
608665
2799
und so machen es Ameisen.
10:11
So the invasive Argentine ant
246
611464
1765
Die invasive Argentinische Ameise
10:13
makes expandable search networks.
247
613229
2330
formt erweiterbare Suchnetzwerke.
10:15
They're good at dealing with the main problem
248
615559
2273
Sie sind gut im Umgang mit dem Hauptproblem
10:17
of collective search,
249
617832
1331
der kollektiven Suche,
10:19
which is the trade-off between
250
619163
2566
nämlich dem Kompromiss zwischen
10:21
searching very thoroughly
251
621729
1336
einer sehr genauen Suche
10:23
and covering a lot of ground.
252
623065
1997
und dem Absuchen von großen Gebieten.
10:25
And what they do is,
253
625062
895
10:25
when there are many ants in a small space,
254
625957
2387
Sie tun Folgendes:
Wenn viele Ameisen auf engem Raum sind,
10:28
then each one can search very thoroughly
255
628344
2213
kann jede von ihnen sehr genau suchen,
10:30
because there will be another ant nearby
256
630557
1624
weil daneben eine andere ist,
10:32
searching over there,
257
632181
1357
die weiter drüben sucht.
10:33
but when there are a few ants
258
633538
1647
Aber wenn wenige Ameisen
10:35
in a large space,
259
635185
2055
auf großem Raum sind,
10:37
then they need to stretch out their paths
260
637240
2414
müssen sie ihre Wege ausweiten,
10:39
to cover more ground.
261
639654
1803
um ein größeres Gebiet abzudecken.
10:41
I think they use interactions to assess density,
262
641457
2954
Ich denke, dass sie durch Interaktion die Dichte abschätzen,
10:44
so when they're really crowded,
263
644411
1229
wenn es also eng ist,
10:45
they meet more often,
264
645640
1102
treffen sie sich öfter
10:46
and they search more thoroughly.
265
646742
2465
und suchen gründlicher.
10:49
Different ant species must use different algorithms,
266
649207
3400
Ameisenarten müssen unterschiedliche Algorithmen einsetzen,
10:52
because they've evolved to deal with
267
652607
2522
da sie im Laufe der Evolution
mit unterschiedlichen Ressourcen umgehen mussten.
10:55
different resources,
268
655129
1671
10:56
and it could be really useful to know about this,
269
656800
2559
Dieses Wissen könnte sehr nützlich sein,
10:59
and so we recently asked ants
270
659359
1642
und deshalb ließen wir vor Kurzem
11:01
to solve the collective search problem
271
661001
2450
Ameisen das Problem der kollektiven Suche
11:03
in the extreme environment
272
663451
1368
im extremen Umfeld
11:04
of microgravity
273
664819
1558
der Mikroschwerkraft
11:06
in the International Space Station.
274
666377
1976
in der Internationalen Raumstation lösen.
11:08
When I first saw this picture, I thought,
275
668353
1545
Zuerst dachte ich bei dem Bild:
11:09
Oh no, they've mounted the habitat vertically,
276
669898
2857
"Oh nein, sie bewegen sich vertikal in ihrem Lebensraum",
11:12
but then I realized that, of course, it doesn't matter.
277
672755
2618
aber dann merkte ich, dass es ja nichts macht.
11:15
So the idea here is that the ants
278
675373
2637
Die Idee dahinter ist, dass Ameisen
11:18
are working so hard to hang on
279
678010
1970
sich so anstrengen, sich an der Wand
11:19
to the wall or the floor or whatever you call it
280
679980
3057
oder dem Boden oder anderen Stellen festzuhalten,
11:23
that they're less likely to interact,
281
683037
3009
dass sie mit geringerer Wahrscheinlichkeit interagieren.
11:26
and so the relationship between
282
686046
1244
Das Verhältnis davon,
11:27
how crowded they are and how often they meet
283
687290
2120
wie eng es ist und wie oft sie sich treffen,
11:29
would be messed up.
284
689410
1725
wird durcheinandergebracht.
11:31
We're still analyzing the data.
285
691135
1395
Die Datenanalyse läuft noch.
11:32
I don't have the results yet.
286
692530
1964
Ich habe noch keine Ergebnisse.
11:34
But it would be interesting to know
287
694494
1694
Aber es wäre interessant zu wissen,
11:36
how other species solve this problem
288
696188
2459
wie andere Arten dieses Problem
11:38
in different environments on Earth,
289
698647
2564
in unterschiedlichen Umgebungen der Erde lösen.
11:41
and so we're setting up a program
290
701211
1266
Wir starten gerade ein Programm,
11:42
to encourage kids around the world
291
702477
2160
um Kinder weltweit dazu zu bringen,
11:44
to try this experiment with different species.
292
704637
2536
das Experiment mit verschiedenen Arten zu versuchen.
11:47
It's very simple.
293
707173
1767
Es ist ganz einfach.
11:48
It can be done with cheap materials.
294
708940
2090
Es reicht billiges Material.
11:51
And that way, we could make a global map
295
711030
2833
Und so hätten wir eine globale Karte
11:53
of ant collective search algorithms.
296
713863
3347
von Ameisenalgorithmen zur kollektiven Suche.
11:57
And I think it's pretty likely that the invasive species,
297
717210
2483
Ich halte es für wahrscheinlich, dass invasive Arten,
11:59
the ones that come into our buildings,
298
719693
2149
jene, die in unsere Gebäude kommen,
12:01
are going to be really good at this,
299
721842
1742
darin sehr gut sind,
12:03
because they're in your kitchen
300
723584
1848
denn sie sind in Ihrer Küche,
12:05
because they're really good at finding food and water.
301
725432
3907
weil sie sehr gut im Finden von Futter und Wasser sind.
12:09
So the most familiar resource for ants
302
729339
3265
Die bekannteste Ressource für Ameisen
12:12
is a picnic,
303
732604
1315
ist ein Picknick,
12:13
and this is a clustered resource.
304
733919
2145
und es ist eine gebündelte Ressource.
12:16
When there's one piece of fruit,
305
736064
999
Wo ein Obststück ist,
12:17
there's likely to be another piece of fruit nearby,
306
737063
2515
ist wahrscheinlich auch ein zweites daneben,
12:19
and the ants that specialize on clustered resources
307
739578
3432
und Ameisen, die sich auf gebündelte Ressourcen spezialisieren,
12:23
use interactions for recruitment.
308
743010
1942
nutzen Interaktionen zur Rekrutierung.
12:24
So when one ant meets another,
309
744952
1277
Stößt eine Ameise auf
12:26
or when it meets a chemical deposited
310
746229
1625
eine andere, oder eine Chemikalie,
12:27
on the ground by another,
311
747854
1736
die eine andere dort hinterlassen hat,
12:29
then it changes direction to follow
312
749590
1833
ändert sie die Richtung,
12:31
in the direction of the interaction,
313
751423
1573
um der Interaktionsrichtung zu folgen,
12:32
and that's how you get the trail of ants
314
752996
1977
und so kommt es zu Ameisenstraßen
12:34
sharing your picnic.
315
754973
1413
bei Ihrem Picknick.
12:36
Now this is a place where I think we might be able
316
756386
1695
Ich denke, hier können wir
12:38
to learn something from ants about cancer.
317
758081
3741
von Ameisen vielleicht etwas über Krebs lernen.
12:41
I mean, first, it's obvious that we could do a lot
318
761822
1981
Es ist offensichtlich, dass wir viel tun könnten,
12:43
to prevent cancer
319
763803
1610
um Krebs zu verhindern,
12:45
by not allowing people to spread around
320
765413
2577
indem wir es verbieten, Gifte zu verbreiten
12:47
or sell the toxins that promote
321
767990
1944
oder zu verkaufen, die die Entstehung
12:49
the evolution of cancer in our bodies,
322
769934
2780
von Krebs in unseren Körpern fördern.
12:52
but I don't think the ants can help us much with this
323
772714
2346
Aber dabei können uns Ameisen nicht viel helfen,
12:55
because ants never poison their own colonies.
324
775060
3358
da sie nie ihre eigenen Kolonien vergiften.
12:58
But we might be able to learn something from ants
325
778418
1332
Aber wir können vielleicht
12:59
about treating cancer.
326
779750
1763
von ihnen etwas über Heilung lernen.
13:01
There are many different kinds of cancer.
327
781513
2225
Es gibt viele verschiedene Arten von Krebs.
13:03
Each one originates in a particular part of the body,
328
783738
2978
Jede entsteht in einem bestimmten Körperteil,
13:06
and then some kinds of cancer will spread
329
786716
2966
und dann breiten sich einige Arten aus
13:09
or metastasize to particular other tissues
330
789682
2830
oder metastasieren auf anderes Gewebe,
13:12
where they must be getting resources that they need.
331
792512
2880
wo sie die Ressourcen bekommen müssen, die sie brauchen.
13:15
So if you think from the perspective
332
795392
1808
Stellen Sie sich metastatische Krebszellen
13:17
of early metastatic cancer cells
333
797200
1950
im Frühstadium vor,
13:19
as they're out searching around
334
799150
1623
die auf der Suche
13:20
for the resources that they need,
335
800773
2317
nach Ressourcen sind, die sie brauchen.
13:23
if those resources are clustered,
336
803090
1983
Wenn diese Ressourcen gebündelt sind,
13:25
they're likely to use interactions for recruitment,
337
805073
3013
nutzen sie wahrscheinlich Interaktionen zur Rekrutierung.
13:28
and if we can figure out how cancer cells are recruiting,
338
808086
3093
Wenn wir herausfinden können, wie Krebszellen andere rekrutieren,
13:31
then maybe we could set traps
339
811179
2347
dann könnten wir vielleicht Fallen aufstellen,
13:33
to catch them before they become established.
340
813526
4049
um sie einzufangen, bevor sie sich niederlassen.
13:37
So ants are using interactions in different ways
341
817575
3235
Ameisen interagieren also auf unterschiedliche Weise
13:40
in a huge variety of environments,
342
820810
2602
in den vielfältigsten Umgebungen,
13:43
and we could learn from this
343
823412
1821
und wir können daraus etwas
13:45
about other systems that operate
344
825233
1777
über andere Systeme lernen,
13:47
without central control.
345
827010
2337
die ohne zentrale Kontrolle funktionieren.
13:49
Using only simple interactions,
346
829347
1979
Nur durch einfache Interaktionen
13:51
ant colonies have been performing
347
831326
1795
vollbrachten Ameisenkolonien
13:53
amazing feats for more than 130 million years.
348
833121
3633
über 130 Millionen Jahre großartige Leistungen.
13:56
We have a lot to learn from them.
349
836754
2140
Wir können viel von ihnen lernen.
13:58
Thank you.
350
838894
2738
Vielen Dank.
14:01
(Applause)
351
841632
2733
(Applaus)
Über diese Website

Auf dieser Seite finden Sie YouTube-Videos, die zum Englischlernen nützlich sind. Sie sehen Englischlektionen, die von hochkarätigen Lehrern aus der ganzen Welt unterrichtet werden. Doppelklicken Sie auf die englischen Untertitel, die auf jeder Videoseite angezeigt werden, um das Video von dort aus abzuspielen. Die Untertitel laufen synchron mit der Videowiedergabe. Wenn Sie irgendwelche Kommentare oder Wünsche haben, kontaktieren Sie uns bitte über dieses Kontaktformular.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7