Hogyan építenek figyelemreméltó, tekergő tornyokat a tűzhangyák
A tűzhangyatokok tornyainak titkainak feltárása
A tűzhangyák, amelyek ellenálló képességükről és alkalmazkodóképességükről ismertek, rendkívüli képességgel rendelkeznek arra, hogy tekergő tornyokat építsenek, amelyek átmeneti menedékként szolgálnak. Ezek a tornyok, amelyek több mint 30 hangya magasságát is elérhetik, olyan mérnöki bravúrok, amelyek évtizedek óta lenyűgözik a tudósokat.
Véletlen felfedezés: a torony állandó mozgása
A Georgia Tech kutatóinak egy csapata figyelemre méltó felfedezést tett, miközben tűzhangyákat tanulmányoztak, amint egy tornyot építettek. Kezdetben csak két órát szándékoztak rögzíteni a folyamatból, de kamerájuk véletlenül három órányi felvételt készített.
A felvételek áttekintésekor egy váratlan jelenséget vettek észre: a torony állandó, bár lassú mozgásban volt. A hangyák oszlopa lassan süllyedt, mint az olvadó vaj.
Röntgenvideográfia: a torony dinamikájának megvilágítása
A torony dinamikájának mélyebb megértése érdekében a kutatók néhány hangyát radioaktív jóddal fűszerezett vízzel etettek. Röntgenvideográfia segítségével megerősítették, hogy a torony külső oldalán lévő hangyák mászkáltak, míg az Eiffel-torony alakú tömeg fokozatosan süllyedt.
Viselkedési szabályok: a hangyák építési kódexe
Az emberektől eltérően a tűzhangyák nem támaszkodnak összetett tervekre vagy vezetésre tornyaik felépítéséhez. Ehelyett egyszerű viselkedési szabályokat követnek, hasonlóan azokhoz, amelyeket tutajok építéséhez használnak.
Minden hangya a társai testén kúszik, amíg nem talál egy üres helyet, majd a toronyba kapcsolódik. Mivel az összes hangya ezeket a szabályokat követi, együttesen alkotják a tornyot, vastag alappal, amely fokozatosan szűkül a teteje felé.
Süllyedő szerkezet: dinamikus egyensúly
A torony süllyedése azért következik be, mert az alján lévő hangyák végül meghajolnak a szerkezet súlya alatt. Elhagyják pozíciójukat, felmásznak az oldalain, és új helyet találnak a tetején. Ez a folyamat folyamatosan ismétlődik, és a tornyot alulról felfelé újraépíti.
„A torony többi része fokozatosan süllyed, míg a tetején lévő hangyák egyre magasabbra és magasabbra építik” – mondta Craig Tovey kutató. „Ez elég vicces.”
Súlytűrés: hangyák, mint szerkezeti támaszok
Egy másik kísérletben a kutatók átlátszó műanyag lemezeket helyeztek a hangyákra. Azt találták, hogy a hangyák saját testsúlyuk körülbelül 750-szeresét képesek elviselni. A gyakorlatban azonban a hangyák inkább csak három társuk súlyát viselték el. Ha a súly meghaladta ezt a küszöböt, elhagyták a helyüket a toronyban.
Hangyahidak: szakadékok átlépése csapatmunkával
A tűzhangyák a szakadékok átlépésére szolgáló hidak építésében is figyelemre méltó csapatmunkát mutatnak be. Ezek a hidak lehetővé teszik számukra, hogy leküzdjék az akadályokat, és új területeket érjenek el.
Moduláris robotoknak való következmények
A kutatók úgy vélik, hogy a tűzhangyák viselkedésének tanulmányozása értékes betekintést nyújthat a moduláris robotok tervezéséhez. Ezek a robotok egyszerű viselkedési szabályokat használhatnak az együttműködésre, olyan feladatokat végrehajtva, mint például keresési és mentési missziók során a leomlott épületek szűk helyein való áthaladás.
A hangyákhoz hasonlóan összeállhatnak rések átlépésére, vagy tornyokat alkothatnak akadályok megmászására. A tűzhangyák viselkedésének alapelveinek kiaknázásával a moduláris robotok sokoldalúbbá és hatékonyabbá válhatnak különféle alkalmazásokban.