蜜蜂拥有更快的网络服务器的秘密吗?

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蜜蜂的摆动将蜂房的混乱变成了一台运转良好的寻找花蜜的机器。
唐Farrall /盖蒂图片社

1973年,卡尔·冯·弗里施赢得了诺贝尔奖因为他发现了历史上最原始的舞蹈之一。它不是华尔兹、桑巴舞或探戈,也不是人类刻意设计的舞步。相反,这位科学家向世界介绍了大自然迷人的节奏不停地来回摇动

摇摆舞是由蜜蜂这刺激了蜂蜜的生产,并维持了蜂巢的生存能力。这是一个复杂的,但很容易遵循的运动模式球探蜜蜂实践是为了指导抢劫者蜜蜂到离蜂巢约330英尺(100米)或更远的花蜜源[来源:温斯顿]。然后,觅食的蜜蜂就能找到花蜜,并把它带回蜂巢酿蜜。

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尽管冯·弗里施将这种摆动描述为在寻找花蜜源和制造蜂蜜之间的一个步骤,这一描述被许多科学家所接受,但直到最近,这种舞蹈所涉及的信息的准确性才得到证实。18luck手机登录2005年,一项追踪觅食蜜蜂飞行模式的实验证实,摆动的独特“语言”确实包括蜜蜂解释和遵循的方向数据[来源:Riley等人].除了花蜜的气味外,这些通过摆动传达的指令对觅食蜜蜂来说有90%到98%的准确率[来源:温斯顿]。

当你在蜂巢里观察一群蜜蜂时,它们以一种疯狂的方式嗡嗡作响,你很容易就会错过摆动的蜜蜂侦察器简单的8字形运动。但在侦察蜂开始摆动之前,它必须首先离开蜂巢,从开花植物中找到主要的花蜜来源,然后冲回蜂巢,从觅食蜜蜂那里寻求帮助。为了吸引其他蜜蜂,它必须给它们指示去哪里。

这些指令非常有效,研究人员试图将其原理应用于人类世界。一个引人注目的主要例子是Web服务器更有效率——就像一群快乐的蜜蜂。

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摆动和网络:蜜蜂技术

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这一群蜜蜂与Web服务器有什么共同之处?
TG股票/贡献者/蒂姆·格雷厄姆/盖蒂图片社

当人们把在自然世界中发现的模式转化为现实世界的应用程序时,我们称之为生物仿生.因为蜜蜂摆动能有效地维持蜂蜜的生产,研究人员已经研究了不同的方法,这些原理在蜂箱中也能让我们的生活更轻松。2006年,威尔士卡迪夫大学的工程师们推导出了这种摆动的数学算法。利用这种算法,他们对工厂中的机器进行编程,使其自我调整以提高效率。

这种摆动主要由一个8字形的运动组成,侦察蜜蜂一边跳舞,一边疯狂地摇晃它们的腹部。它们在摆动的过程中移动得非常快,以至于它们的身体每秒钟来回振动15次[来源:Winston]。关于花蜜18luck手机登录位置的信息包含在每个摆动步骤的细微差别中。例如,当侦察蜂摆动时,它完成的循环数表明了花蜜与蜂巢的距离。它摆动的角度与蜂巢的关系也告诉觅食蜜蜂飞到花蜜地点的方向。

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当一个地方的花蜜开始减少时,蜂房的摇晃也随之消失。这反过来又减少了飞到该地点觅食的蜜蜂的数量。然后,它们可以将注意力转移到其他蜜蜂发现的花蜜地点,而不浪费精力。

为了了解摇摆舞的经济性,可以考虑一组电梯在一座熙熙攘攘的办公楼里。机械操作系统就像指挥交通的侦察蜜蜂,而电梯则是抓取乘客的觅食蜜蜂。在一天的中午,等待电梯的时间将是最短的。但是当需求很大,很多楼层的人都在按按钮时,等待时间会随着乘坐电梯的时间而增加。从理论上讲,如果有一个中央控制系统(类似于侦察蜂的摆动),可以根据目的地集中电梯行程,就可以简化操作,减少电梯的磨损。

佐治亚理工学院的克雷格·托维教授从这种摆动中得到了启发,从而提高了效率Web服务器.Web服务器在线管理特定数量的站点或客户端。它们在正常运行条件下工作得最好,但在高流量高峰时往往会崩溃。为了解决这个问题,Tovey将Web服务器有限的范围和能力比作蜂巢中的蜜蜂。的网站他把客户比作甘露的地点。为了使服务器能够在这些高峰期间充分地管理站点,Tovey意识到Web服务器网络需要能够将其操作转移到高需求站点,以防止崩溃。

为了做到这一点,Tovey和他的同事Sunil Nakrani在一个服务器网络中创建了一个平台,作为摇摆舞池的功能[来源:佐治亚理工学院]。如果一个网站经历了用户激增,就会有消息发送到“舞池”,以吸引其他服务器来帮助维护这个受欢迎的网站。就像摇摆一样,请求在平台上停留的时间长度表明了该网站的流量和潜在盈利能力(来源:佐治亚理工学院)。

在Tovey和Nakrani对他们的模型进行的测试中,服务器的效率提高了4%到25%。根据这些结果,如果蜜蜂技术得到普及,它肯定会让互联网体验变得更美好。

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来源

  • “蜜蜂策略帮助服务器更甜蜜地运行。”佐治亚理工学院,2007年11月16日。(2008年10月9日)http://www.gatech.edu/newsroom/release.html?id=1605
  • 纳尔逊,布瑞恩。“科学家们对更高效的Web服务器议论纷纷。”微软全国有线广播电视公司。2007年12月16日。(2008年10月9日)http://www.msnbc.msn.com/id/22266034/
  • 莱利,J.R.等人。“蜜蜂被摇摆舞吸引的飞行路线。”大自然。5月12日。(2008年10月9日)http://www.neurobiologie.fu-berlin.de/menzel/Pub_AGmenzel/Riley,Greggers,Smith,Reynolds,Menzel_Nature_2005.pdf
  • “摇摆”。《新科学家》。2006年11月25日(2008年10月9日)http://www.newscientist.com/channel/life/mg19225792.200-the-word-waggle.html
  • Zarroli,吉姆。《智能电梯:更快的升降方式》这里是国家公共广播电台。2007年1月11日。(2008年10月9日)http://www.npr.org/templates/story/story.php?storyId=6799860
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