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火蟻高效工作的秘密:讓一部分螞蟻干站著

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華盛頓人 發表於 2019-6-15 09:16 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
  2019年06月14日 08:25 新浪科技-自媒體綜合

  

  為了理解火蟻有效工作而不出現堵塞的策略,研究人員研究了螞蟻如何在模擬土壤的玻璃顆粒中挖掘隧道。圖片來源:Rob Felt Georgia Tech

  來源:科研圈微信公眾號

  總有些坐享其成的人,當他們勤勞的同事把工作都幹完的時候,他們只是閑坐著無所事事。但對社會的高效運轉來說,這些人真的有存在的必要嗎?或許還真有——至少火蟻(fire ant)在地下挖巢的時候的確如此。

  「火蟻在喬治亞州很常見,事實上,它們 30 年代從南美洲遷移至美國,在靠南三分之一的美國地區都很常見。」喬治亞理工學院(Georgia Tech)的物理學家丹尼爾·戈德曼(Daniel Goldman)如是說。

  火蟻是高度社會性的生物,戈德曼的團隊想知道在沒有核心領導者給出命令的時候,單個螞蟻是如何知道自己該幹什麼的。

  為了找到答案,戈德曼的團隊用顏料標記單個火蟻,並觀察它們挖掘一次只能通過一隻螞蟻的狹窄隧道。最終發現,僅靠 30% 的螞蟻就完成了 70% 的工作。「令我驚訝的是,我們最終發現任何時間段都只有這麼少的螞蟻真正在幹活。」

  有四分之一的螞蟻甚至從沒進過隧道;還有一部分爬進去了,但一丁點兒土也沒挖就離開了。這些閑逛和袖手旁觀的行為,保證了擁擠的隧道沒有出現「昆蟲堵塞」,從而避免施工陷入停滯。

  當科學家把五隻最勤勞的螞蟻從群體中移走,其他螞蟻立刻前赴後繼補充進去,整體的工作效率沒有絲毫的降低。只要存在分工以保持隧道暢通,一段時間內究竟是哪些螞蟻工作或賦閑似乎並不重要。研究結果已發表在《科學》(Science)雜誌上。

  戈德曼的團隊也在計算機上模擬了螞蟻築巢,模擬中電子螞蟻最高效的挖掘模式與真實螞蟻相似。

  這一研究將會影響機器人設計和製造。想象一下,派一群機器人去瓦礫中搜尋災難倖存者;或者是納米機器人在我們的體內診斷疾病並提供針對性的治療:這樣一大群機器人需要避免堵在狹窄的空間中。也許有必要編寫一個程序,讓一部分機器人閑坐下來靜靜地看著同伴工作

時代小人物. 但也有自己的思想,情感. 和道德.
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