蚂蚁觅食和互联网算法

人和蚂蚁有什么区别？蚂蚁没有互联网。

与具有创造性思维的人类相比，蚂蚁似乎依赖于本能的生物。然而，斯坦福大学的两位科学家发现蚂蚁比我们想象的聪明得多。虽然他们没有发明互联网，但他们知道互联网上的算法。斯坦福大学网站上描述了这一有趣的发现。

生物学教授Deborah Gordon在寻找食物时发现了亚利桑那州农田蚂蚁的特殊行为，因此他们找到了计算机科学家Balaji Prabhakar来讨论此事。虽然Balaji Probhakar是网络文件传输方面的专家，但他没有立即意识到这与计算机有何关系。在第二天，当灵感突然袭来时，他突然想到蚂蚁的行为和互联网上的文件传输非常相似。根据Prabhaker的说法，蚂蚁用来理解可用食物量的算法与TCP中使用的算法基本相同。

传输控制协议TCP是因特网上最重要的协议之一。它用于管理互联网上的数据拥塞。正是由于TCP协议，我们的网络才能从最早的几十个节点发展到今天数亿个节点。它的工作原理是：作为一个数据源，A将文件传输到目标B，然后文件被分解成许多包。当B接收到一个包时，向A发送一个确认消息，表明该包已被发送。

这样做的好处是避免数据拥塞。如果B确定速度慢，则证明带宽不足，A可以根据情况减慢数据传输；如果B确认速度快，A将加快传输速度。此过程允许您确定可用带宽，并相应地增加或降低传输速度。

戈登发现农田蚂蚁的表现非常相似。他们派出觅食的蚂蚁去寻找食物。如果有更多的食物，觅食的蚂蚁很快就会回来，然后更多的蚂蚁会离开巢穴喂食;如果蚂蚁空手而归，蚁群的觅食行为将会减少甚至停止。

在这个案例中，Probkahar编写了一个基于食物量的蚁群觅食行为预测算法，Gordon通过实验对其进行了验证。他们发现基于TCP的算法几乎可以准确地预测蚂蚁的行为。

Prabhakar说，蚂蚁已经发现了我们熟知的算法，并且已经使用了数百万年。

他们还发现了蚂蚁遵循TCP算法的另外两条规则。一个被称为慢启动。在数据传输开始时，数据源将发送大量数据包以估计带宽。同样，当蚁群开始进食时，它们会释放喂食蚂蚁以检测食物量。

另一个叫做超时。当数据传输链路中断或受到干扰时，数据源停止生成数据包。同样，当觅食蚁在20分钟以上不返回巢穴时，其他觅食蚁也不会离开巢穴。