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01.12.2013 | Ausgabe 4/2013

Swarm Intelligence 4/2013

Trail traffic flow prediction by contact frequency among individual ants

Zeitschrift:
Swarm Intelligence > Ausgabe 4/2013
Autoren:
Hideyasu Sasaki, Ho-fung Leung
Wichtige Hinweise
This study has been done while H. Sasaki was with the Department of Computer Science and Engineering, The Chinese University of Hong Kong, and with the Faculty of Electrical Engineering and Computer Science, VŠB-Technical University of Ostrava, Czech Republic.

Abstract

Ants build a trail that leads to a new location when they move their colony. The trail’s traffic flows smoothly, regardless of the density on the trail. To the best of our knowledge, such a phenomenon has been reported only for ant species. The trail’s capacity is known as trail traffic flow. In this paper, we propose a probabilistic model of trail traffic flow, which overcomes some inadequacies of the kinetic model previously proposed in the literature. Our model answers a question unsolved by the previous model, namely, how many worker ants form such a density-independent trail. We focus on ants’ responses to mutual contacts that involve individuals in trail formation. We propose a model in which contact frequency predicts the number of worker ants that form a trail. We verify that our model’s estimates match the empirical data that ant experts reported in the literature. In modeling and evaluation, we discuss an intelligent ant species, the house-hunting ant Temnothorax albipennis, which is popular among the ant experts.

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