《皇家学会开放科学》期刊:火蚁们能堆叠出艾菲尔铁塔一般的结构

发布时间:2019-04-24 13:56:40来源:世界之最点击:[手机版]

  

《皇家学会开放科学》期刊:火蚁们能堆叠出艾菲尔铁塔一般的结构

《皇家学会开放科学》期刊:火蚁们能堆叠出艾菲尔铁塔一般的结构

视频:火蚁们能堆叠出艾菲尔铁塔一般的结构

美国国家地理(撰文:Sarah Gibbens 编译:张亦葳):火蚁爬到彼此身上,能堆叠出形状有如艾菲尔铁塔一般的结构,而且高度超过一只火蚁的30倍体长。

为深入了解如何设计微型机器人群体的程式,科学家正在研究自然界中最具凝聚力的物种──火蚁。

当火蚁同心协力工作时,它们被视为一股强大的力量。这些小小的生物能用自己的身体做出超过30只火蚁高度的塔形结构,而且还能彼此连结成筏漂浮着,即使人类用手把它们压入水里仍可维持浮力。

美国乔治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)的研究人员多年来一直努力分析蚂蚁在没有领导者或看不出有什么通盘计画的情况下,是如何形成这样一个紧密的社会和身体结构。

最近发表在《皇家学会开放科学》期刊(Royal Society Open Science)的一项研究,以高速摄影机拍摄到蚂蚁沿着滑竿一只只往上堆叠成塔的过程。最后出现了一个钟形结构,看起来很像艾菲尔铁塔。

科学家过去就已观察到蚂蚁会用自己的身体做出这些塔状结构,这段影片则提供一个全新视角来观察这个现象。

它们如何办到的?

筑塔的过程不像精湛舞蹈般一气呵成,而是经过多次尝试和错误。根据这份研究,一只蚂蚁最多可支撑三只同伴,它们是利用脚上的黏垫相互连结。

假如某一只蚂蚁承受的重量超过了它所能负荷的,蚂蚁就会如雪崩般自塔上塌落。透过持续不断地攀爬彼此,蚂蚁最终可由下而上建造出稳固的基地。

科学家相信,这种行为是在发生淹水之类的事件后形成的临时结构。攀上高高的结构有助于蚂蚁寻找建造新家的可用空间。

因为蚂蚁会持续下沉,它们必须重覆爬上彼此的身体,直到抵达避难所为止,这使得它们的塔处于动态而非固定不变。

这份研究的其中一位作者告诉《自然》期刊:「蚂蚁像反向的喷泉流动着!

沉不了的蚂蚁团

同一个研究团队在2014年发现了这种蚂蚁静态结构的动力学,当时他们在研究蚂蚁如何形成结实的筏状结构。

将一群蚂蚁在杯内的水里打转,它们会自然地用脚黏住彼此、形成一团球体。藉由相互垂直地连结在一起,蚂蚁可平均分布其重量,组成即使研究人员完全将之压入水里也能浮起的筏。

虽然单一只蚂蚁并不特别聪明,但它们善于以费洛蒙和人类听不见的声音所构成的复杂系统来进行团队合作和沟通。

研究人员希望设计程式让小机器人自行造筏和搭桥。

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