研究揭示螞蟻如何建造「不倒塔」—新聞—科學網

2021-01-10 科學網

有種倒塌的感覺

圖片來源：David L. Hu and Candler Hobbs from Georgia Institute of Technology

 

一些火蟻用自己的身體建塔，並且展示出驚人的巧妙手法和集體智慧。更加令人驚奇的是，螞蟻會在塔內來回走動，以保持塔的整體形狀不變，從而克服其倒塌的傾向。此項成果日前發表於英國《皇家學會開放科學》雜誌。

在溼地上生活的火蟻會結合在一起建造逼真的木筏，以便使群落在洪水期間浮在水面上。當洪水退去，它們依附於暴露的植物並且形成一座塔作為臨時住所，直到有機會建造地下巢穴。

來自美國喬治亞理工大學的Craig Tovey和同事安裝了攝像機，旨在研究螞蟻如何建造這樣的塔。不過，他們無意間讓攝像機在塔建完後繼續運行了1個小時。由於一旦建成，塔似乎便保持著靜態，因此研究人員認為，這些連續鏡頭沒有什麼價值。

然而，當一位博士生以比正常速度快10倍的速度回放鏡頭時，他注意到塔中間正在緩慢傾倒。在進一步的試驗後，他們意識到，這種倒塌歸結於在上面螞蟻的重壓下底層螞蟻向外移動。與此同時，外面的螞蟻通過向上移動，持續地重新建造塔。

該團隊此前關於螞蟻木筏的研究表明了簡單的行為規則如何造就能迅速恢復原狀的結構，儘管沒有螞蟻負責整件事，也無法縱觀全局。相同的規則指導了塔的建造，只不過多了螞蟻能支撐多少重量這一限制。

Tovey介紹說，理解螞蟻如何在沒有「行政監督」的情況下建造各種結構，將對機器人學帶來很多用處。在搜索與營救情形下，部署一隊既適合通過狹窄縫隙，又能共同協作克服障礙和跨過縫隙的小型機器人將非常有用。（徐徐）

 

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