蜜蜂可以利用视觉信息来定向跟踪目标,然而蜜蜂是群居生物,整个蜜蜂群体在搜索目标的时候表现出的行为极其复杂。
蜜蜂群体在定位蜜源的时候需要考虑到很多因素,例如,在众多蜜源中如何判断并选择出较丰富的蜜源、如何找到一条最优的路径到达蜜源、蜜蜂群体之间如何配合等等。
1 蜜蜂群体的基本要素64504
1) 食物源
食物源的参数使用了“收益度”(profitability)的概念来表示。参数收益度包含了很多方面的因素,例如,食物源距离蜂巢的远近、食物源中花蜜的丰富程度以及蜂群获取花蜜的难易程度等等。
2) 被雇用的蜜蜂
被雇佣的蜜蜂又称为“引领蜂”。被雇用的蜜蜂与其所采集的食物源是一一对应的关系。被雇用的蜜蜂储存有某一个食物源的相关信息。这些信息包括:相对于蜂巢的距离和方向、食物源的丰富程度等等。被雇用的蜜蜂会将这些信息与其它蜜蜂进行分享。
3) 未被雇用的蜜蜂
未被雇用的蜜蜂主要寻找和开采食物源。未被雇用的蜜蜂又分位两种:侦查蜂(Scouter)和跟随蜂(Follower)。侦察蜂的任务是探索蜂巢附近新的食物源,而跟随蜂的任务是在蜂巢里面等待引领蜂的消息并依据引领蜂的相关信息找到食物源。一般情况下,侦察蜂的平均数目是蜂群的5%-20%[9]。
蜜蜂群体的基本行为
蜜蜂群体的基本行为包括:为食物源招募蜜蜂和放弃某个食物源[10]。论文网
蜜蜂间交换信息是群体智慧形成过程中最为重要的一个环节。蜜蜂通过摇摆舞来传递信息内容。引领蜂通过摇摆舞的持续时间等因素来表现食物源的收益度状况,因此,跟随蜂可以通过观察各个引领蜂的舞蹈来判断该食物源的收益度并依据收益度来选择到哪个食物源进行采蜜。收益度与食物源被选择的可能性成正比。也就是说,蜜蜂被招募到某一个食物源的概率与食物源的收益度是成正比的。
3 基于蜂群采蜜机理的路径问题研究分析
在蜜蜂采蜜的过程中,蜜源通常情况下是比较多的,而且每一个蜜源的收益度也是不同的。蜂群的任务不仅仅只是寻找并定位蜜源那么简单,它们还需要选择出最优蜜源以及探索得到一条最优路径。
蜜蜂通过定位蜜源后找到最优路径的整个过程可以看作是用图来表示的最短路径问题。求解最短路径问题: ,即满足约束条件 时在解空间S上寻找合理的取值使函数 达到最值。解向量 是节点集合 的子集。集合 中的元素序列< >表示状态 ,所有可能的状态 构成了集合 。最短路径问题亦可用图 来表示,其中 表示边的集合。初始时可以将 定义为一个完全连接图,所有节点连线构成的边全部都在 中。新的节点加入到解中时,只需要检查约束条件的满足情况。
蜜蜂在寻找路径通往目标时并不是重复同一条路径,每一只蜜蜂都具有选择路径的权利。蜜蜂完成寻路后回到蜂巢交流信息。在状态 时,蜜蜂从节点 可行的邻居节点中选择节点 ,也就是说,蜜蜂转移到了一个新的状态 。蜜蜂在转移过程中有相对应的转移规则。被雇佣蜂和非雇佣蜂在构建路径的方式上是不同的。被雇佣蜂仅仅是按照原来的路径到达目标,而非雇佣蜂则依据概率和转移规则选择下一个节点。
被雇佣蜂和雇佣蜂之间形成了一种正反馈机制,并且蜂群之间的信息交流和传递加速了最优解的产生。蜂群的这种寻找最优路径的方式在解决很多路径最优化的问题上有很好很有效的应用。
蜜蜂群体采蜜行为的研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_71715.html