研究揭示螞蟻如何建造“不倒塔”

一些火蟻用自己的身體建塔，并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(huì)在塔內(nèi)來回走動(dòng)，以保持塔的整體形狀不變，從而克服其倒塌的傾向。此項(xiàng)成果日前發(fā)表于英國《皇家學(xué)會(huì)開放科學(xué)》雜志。

在濕地上生活的火蟻會(huì)結(jié)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(dāng)洪水退去，它們依附于暴露的植物并且形成一座塔作為臨時(shí)住所，直到有機(jī)會(huì)建造地下巢穴。

有種倒塌的感覺圖片來源：David L.Hu和Candler Hobbs

來自美國佐治亞理工大學(xué)的Craig Tovey和同事安裝了攝像機(jī)，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(jī)在塔建完后繼續(xù)運(yùn)行了1個(gè)小時(shí)。由于一旦建成，塔似乎便保持著靜態(tài)，因此研究人員認(rèn)為，這些連續(xù)鏡頭沒有什么價(jià)值。

然而，當(dāng)一位博士生以比正常速度快10倍的速度回放鏡頭時(shí)，他注意到塔中間正在緩慢傾倒。在進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)后，他們意識(shí)到，這種倒塌歸結(jié)于在上面螞蟻的重壓下底層螞蟻向外移動(dòng)。與此同時(shí)，外面的螞蟻通過向上移動(dòng)，持續(xù)地重新建造塔。

該團(tuán)隊(duì)此前關(guān)于螞蟻木筏的研究表明了簡單的行為規(guī)則如何造就能迅速恢復(fù)原狀的結(jié)構(gòu)，盡管沒有螞蟻負(fù)責(zé)整件事，也無法縱觀全局。相同的規(guī)則指導(dǎo)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(jiān)督”的情況下建造各種結(jié)構(gòu)，將給機(jī)器人學(xué)帶來很多用處。在搜索與營救情形下，部署一隊(duì)既適合通過狹窄縫隙，又能共同協(xié)作克服障礙和跨過縫隙的小型機(jī)器人將非常有用。

(來源：中國科學(xué)報(bào))