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蚂蚁的水中求生法则

科学世界  · 公众号  · 科学  · 2017-07-17 17:37

正文

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我们是中科院主管、科学出版社主办,与日本知名科普杂志Newton版权合作的一本综合性科普月刊。

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洪水来了怎么办?这难不倒红火蚁,搭桥、抱团、建塔……总之,蚂蚁们有的是办法搞定,谁让它们是天生的建筑大师呢!


我竟不知道还有这种操作!


抱成团的蚂蚁,晃都晃不开……


为了抵御洪水,红火蚁们经常要齐心协力地用自己的身体搭成一个“漂流艇”,或者筑成一座“高塔”。搭建漂流艇的秘密已经被科学家们破解了,原来,红火蚁的足上长有黏性垫,能把自己和其他红火蚁粘在一起,方便抱团。并且,在水面上抱团时,蚂蚁们不会紧紧地挤在一处,而是尽量平铺,保证彼此的身体间留出足够的空间使空气通过,轻轻松松地漂浮在水面上。


能在水面漂浮很久不解体的漂浮艇


这位工作人员,你太坏了啊……


但是搭建高塔……可能有人禁不住会问,被压在下面的红火蚁是不是要拥有超强的抗压能力呀?不然怎么能坚持高塔不倒呢?


用自己的身体堆成一座高塔


终于,来自美国的数学建模专家率先发现了秘密:红火蚁们在堆塔时并非坚守在一个位置,而是像液体一般不断流动,上下轮换。

 

实验中,研究人员利用高速摄像机记录了蚂蚁们筑塔的过程,发现它们能通过不断地试错快速找到建筑的薄弱部分。在向部分红火蚁投喂放射性元素后,研究人员还发现每一只红火蚁最多能承受3只红火蚁的重量。一旦出现超载情况,被压的红火蚁便会主动放手向下沉陷,直到出现在高塔的基底边缘。


但你可别以为这些红火蚁是不堪负重的“逃兵”,它们并不会离开,而是立刻转身沿着塔的表面再次向上攀爬。也就是说,它们就以这种方式建成了一座永远流动的高塔,屹立不倒!


放手之后,红火蚁主动下降到最底部

 

雨水也冲不散哟!


这一发现无疑给机器人、尤其是微型群体机器人的研究带来了更多启发。“我们可以从蚂蚁建造3D结构的过程中,提取出微型多功能机器人的编程思路。”



最终将这些机器人变成这样:




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