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Hummeln suchen optimale Route
(28. März 2011/hbb.) – Welches ist die optimale Route beim Besuch mehrerer Städte hintereinander? Das «Problem des Handelsreisenden» ist schwer zu lösen. Hummeln lösen es auf erstaunliche Weise.
Tiere, die Nahrung aus Reservoirs sammeln, die sich im Laufe der Zeit wieder auffüllen, besuchen die Nahrungsquellen in vorhersagbaren Sequenzen. Diese werden «traplines» genannt, analog zu menschlichen Fallenstellern, die ihre Fallen in einer festen Reihenfolge inspizieren.
Dieses Verhalten ist im Tierreich weit verbreitet. Dennoch ist wenig darüber bekannt, wie sich die Tiere diese spezifischen Reihenfolgen aneignen. Frühere Experimente hatten ergeben, dass sich z. B. Prachtbienen im Wesentlichen an der Reihenfolge der erstmaligen Entdeckung der Nahrungsquellen orientierten, auch wenn diese zu nicht optimalen Sammelstrecken führte.
Sollen die Wegstrecken verkürzt werden, müssen sich die Sammler mit einer kombinatorischen Optimierungsaufgabe herumschlagen, die in der Mathe-maitk als das «Problem des Handelsreisenden» bekannt ist. Wenn mehrere Orte jeweils nur einmal besucht werden sollen, wird das Finden der optimalen Route umso komplexer, je höher die Zahl der zu besuchenden Orte ist. Mit der steigenden Zahl an Besuchsorten erhält die Aufgabe eine Komplexität, die exponentiell zunimmt. Das geht so weit, dass die Berechnung der beweisbar optimalen Lösung selbst Supercomputer an ihre Grenzen bringt.
Lesen Sie den ganzen Beitrag in factum 2/2011.
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