تماشای فیلمهای کوتاه زیر که جنبه های مختلفی از الگوریتم بهینه سازی کلونی مورچه (Ant Colony Optimization-ACO) را نمایش می دهند به کسانی که با این الگوریتم آشنا هستند پیشنهاد می کنم. همچنین کسانی که این الگوریتم را تدریس می کنند می توانند از این فیلمها برای انتقال بهتر مفاهیم به مخاطبانشان استفاده نمایند. در بالای هر کدام از فیلمها توضیح مختصری در مورد محتوای آن داده شده است.

در دو فیلم زیر مورچه‌های شبیه‌سازی شده در محیط پیرامون لانه حرکت کرده و غذا می‌آورند و ردهای فرومون گذاشته شده و تبخیر آنها به طور گرافیکی نمایش داده می‌شود.

دو فیلم زیر نحوۀ یافتن کوتاهترین مسیر موجود بین غذا و لانه را توسط مورچه‌های شبیه‌سازی شده با الگوریتم مورچگان نمایش می دهند. در ابتدا مورچه ها از چند مسیر متفاوت برای رفت و آمد بین لانه و غذا استفاده می کنند. به تدریج رد فرومون گذاشته شده بر روی کوتاهترین مسیر نسبت به سایر مسیرها قوی تر شده و مورچه فقط از آن رفت و آمد می کنند.

در فیلم زیر نحوۀ ارتباط مورچه‌ها با یکدیگر از طریق فرومون گذاری مطالعه شده است. در شروع فیلم مورچه‌ای را می‌بینیم که بر روی توپ قرمز رنگی قرار دارد و از بالا با استفاده از دو رشته سیم نازک بر روی این توپ تثبیت شده است. در سمت چپ این مورچه لوله‌ای فلزی قرار دارد که از طریق آن بوهایی به مورچه فرستاده می‌شود. دانشمندان با کنترل و تغییر بوی ارسال شده از طریق این لوله به مورچه واکنش آن را به بوها از طریق تغییر جهت چرخش توپ قرار داده شده در زیر پای مورچه متوجه می‌شوند. به عبارت دقیق‌تر، در فیلم مشاهده می‌شود که با تغییر جهت و شدت بوی ارسالی از طریق لوله، مورچه نیز جهت حرکتش را عوض می‌کند. بنابراین مادۀ شیمیایی به عنوان دستوری عمل می‌کند که به مورچه می‌گوید چه کاری را بکند یا نکند. شدت دستور نیز ارتباط مستقیمی با شدت مادۀ شیمیایی دمیده شده دارد. در ادامۀ فیلم مورچه‌ای را می‌بینیم که بر روی مسیری حرکت می‌کند و رد منقطعی از فرومون را بر روی مسیر از خود بر جای می‌گذارد. در واقع مورچه‌ها در موقع رفتن به دنبال غذا از رد منقطع و موقع بازگشت از رد پیوسته استفاده می‌کنند. سپس این مورچه یک منبع غذایی با ارزش که یک قطرۀ آب حاوی شکر است را می‌یابد و تا حد توان از آن می‌نوشد. این مایع در جایی از بدن مورچه به اسم معدۀ اجتماعی (social stomach) ذخیره می‌شود که مورچه می‌تواند بعد از برگشتن به لانه آن را با سایر مورچه‌ها به اشتراک بگذارد. در موقع بازگشتن به لانه مورچه رد پیوسته‌ای از فرومون را از خود بر جای گذاشته و از روی یک ترازو عبور می‌کند تا وزن مایع نوشیده شده اندازه‌گیری شود. پس از رسیدن به لانه این محلول آب و شکر را با سایر مورچه‌ها به اشتراک می‌گذارد. این مورچه در مراجعت دوباره به محل محلول آب و شکر رد منقطع قوی‌تری از فرومون را از خود بر جای می‌گذارد. در آخر فیلم هم می‌بینیم که یک مورچۀ بالدار یک ذرۀ تیره رنگ را که بوی لانه را می‌دهد دنبال می‌کند. از این رفتار این مورچه نتیجه می‌شود که مورچه‌ها فقط با اتکا به قدرت بویایی‌شان مسیریابی کرده و در واقع هر چیزی را که بوی لانه‌شان را بدهد دنبال می‌کنند.

در کلونی‌های بسیار بزرگ مورچه، لانه باید به طور بهینه طراحی شود. به ویژه مورچه‌ها باید لوله‌ها و منافذ مناسبی را برای ورود و خروج هوا تعبیه کنند تا گردش هوا به طور مناسب انجام شده و امکان تنفس برای تمام مورچه‌ها فراهم شود. در واقع مورچه‌ها باید طراحی لانه را به گونه‌ای انجام دهند که سطح دی‌اکسید کربن و رطوبت درون لانه در سطح مناسبی حفظ شده و نیز امکان ورود و خروج زباله‌ها فراهم شود. در فیلمهای زیر پژوهشگران ابتدا با انجام آزمایش‌هایی می‌فهمند که برخی از سوراخها برای ورود و برخی دیگر برای خروج هوا طراحی شده‌اند و آنها را به ترتیب با پرچم‌های قرمز و زرد علامت‌گذاری می‌کنند. سپس از این سوراخها به درون لانه دوغاب سیمان می‌ریزند تا از شکل دقیق مسیرها و اتصالات بین آنها آگاه شوند (بیچاره مورچه ها!). انجام این کار سه روز به طول می‌انجامد و طی آن حدود ده تن سیمان مصرف می‌شود. پس از گذشت یک ماه سیمان سفت شده و عملیات کنده‌کاری برای کشف معماری فضاهای درون لانه آغاز می‌شود. آن گونه که در فیلم گفته می‌شود حجم عملیات انجام شده در ساخت این لانه قابل مقایسه با ساخت دیوار بزرگ چین است.

انیمیشن آموزش مفاهیم الگوریتم مورچگان: