Как огнените мравки строят забележителни усукващи се кули
Разкриване на тайните на кулите на огнените мравки
Огнените мравки, известни със своята издръжливост и адаптивност, притежават необикновена способност да строят усукващи се кули, които служат за временни убежища. Тези кули, които могат да достигнат височина от над 30 мравки, са инженерни подвизи, които интригуват учените от десетилетия.
Случайно откритие: постоянно движение на кулата
Екип от изследователи от Georgia Tech се натъкна на забележително откритие, докато изучаваха огнени мравки, строящи кула. Първоначално възнамерявайки да запишат само два часа от процеса, тяхната камера неволно засне три часа кадри.
Преглеждайки кадрите, те забелязаха неочакван феномен: кулата беше в постоянно, макар и бавно, движение. Колоната от мравки бавно потъваше, наподобявайки разтопено масло.
Рентгенова видеография: осветяване на динамиката на кулата
За да задълбочат разбирането си за динамиката на кулата, изследователите нахраниха някои от мравките с вода, смесена с радиоактивен йод. Използвайки рентгенова видеография, те потвърдиха, че мравките от външната страна на кулата се катереха наоколо, докато масата с формата на Айфелова кула постепенно потъваше.
Поведенчески правила: строителният кодекс на мравките
За разлика от хората, огнените мравки не разчитат на сложни планове или лидерство, за да изградят своите кули. Вместо това те следват набор от прости поведенчески правила, подобни на тези, които използват за изграждане на салове.
Всяка мравка пълзи по телата на своите спътници, докато не намери свободно място, след което се свързва с кулата. Тъй като всички мравки следват тези правила, те колективно формират кулата с дебела основа, която постепенно се стеснява към върха.
Потъваща структура: динамично равновесие
Потъването на кулата се случва, защото мравките в долната част в крайна сметка отстъпват пред тежестта на структурата. Те напускат позицията си, изкачват се отстрани и намират ново място на върха. Този процес се повтаря непрекъснато, като кулата се изгражда наново отдолу нагоре.
„Останалата част от кулата постепенно потъва, докато мравките на върха продължават да я строят все по-високо и по-високо“, каза изследователят Крейг Тови. „Това е доста забавно.“
Толерантност към тегло: мравки като структурни опори
В друг експеримент изследователите поставиха прозрачни пластмасови листове върху мравките. Те откриха, че мравките могат да издържат около 750 пъти собственото си тегло. Въпреки това, на практика мравките предпочитаха да носят тежестта само на трима свои другари. Ако теглото надхвърли този праг, те ще изоставят позицията си в кулата.
Мравчени мостове: пресичане на пропасти с работа в екип
Огнените мравки също така демонстрират забележителна работа в екип при изграждането на мостове за пресичане на пропасти. Тези мостове им позволяват да преодоляват препятствия и да достигат нови територии.
Последици за модулните роботи
Изследователите смятат, че изучаването на поведението на огнените мравки може да предостави ценни прозрения за проектирането на модулни роботи. Тези роботи могат да използват прости поведенчески правила, за да работят заедно, изпълнявайки задачи като придвижване през тесни пространства в срутени сгради по време на спасителни мисии.
Подобно на мравките, те могат да се сглобят, за да преминат през пролуки или да образуват кули, за да се изкачат на препятствия. Използвайки принципите на поведение на огнените мравки, модулните роботи могат да станат по-гъвкави и ефективни в различни приложения.