W jaki sposób mrówki ogniste budują niezwykłe, wijące się wieże
Odkrywamy sekrety wież mrówek ognistych
Mrówki ogniste, znane ze swojej odporności i zdolności adaptacyjnych, posiadają niezwykłą umiejętność budowania wijących się wież, które służą im jako tymczasowe schronienia. Te wieże, które mogą osiągać wysokość ponad 30 mrówek, są wyczynami inżynieryjnymi, które od dziesięcioleci intrygują naukowców.
Przypadkowe odkrycie: Ciągły ruch wieży
Zespół badaczy z Georgia Tech natknął się na niezwykłe odkrycie, badając mrówki ogniste budujące wieżę. Początkowo zamierzając nagrać tylko dwie godziny procesu, ich kamera przypadkowo uchwyciła trzy godziny materiału filmowego.
Podczas przeglądania nagrania zauważyli nieoczekiwane zjawisko: wieża była w ciągłym, choć powolnym ruchu. Kolumna mrówek powoli opadała, przypominając topniejące masło.
Wideografia rentgenowska: Oświetlenie dynamiki wieży
Aby głębiej zbadać dynamikę wieży, badacze nakarmili niektóre mrówki wodą zmieszaną z radioaktywnym jodem. Za pomocą wideografii rentgenowskiej potwierdzili, że mrówki na zewnątrz wieży wspinały się, podczas gdy masa w kształcie wieży Eiffla stopniowo opadała.
Zasady behawioralne: Kodeks budowlany mrówek
W przeciwieństwie do ludzi, mrówki ogniste nie polegają na złożonych planach ani przywództwie, aby budować swoje wieże. Zamiast tego przestrzegają zestawu prostych zasad behawioralnych, podobnych do tych, których używają do budowy tratw.
Każda mrówka czołga się po ciałach swoich towarzyszek, aż znajdzie wolne miejsce, a następnie łączy się z wieżą. Ponieważ wszystkie mrówki przestrzegają tych zasad, wspólnie tworzą wieżę o grubej podstawie, która stopniowo zwęża się ku górze.
Zapadająca się struktura: Dynamiczna równowaga
Zapadanie się wieży następuje, ponieważ mrówki na dole ostatecznie ulegają ciężarowi konstrukcji. Porzucają swoją pozycję, wspinają się po bokach i znajdują nowe miejsce na górze. Ten proces powtarza się ciągle, odbudowując wieżę od dołu do góry.
„Reszta wieży stopniowo opada, podczas gdy mrówki na górze budują ją coraz wyżej i wyżej” – powiedział badacz Craig Tovey. „To dość zabawne”.
Tolerancja na ciężar: Mrówki jako podpory konstrukcyjne
W innym eksperymencie badacze umieścili na mrówkach przezroczyste arkusze plastiku. Odkryli, że mrówki mogą wytrzymać około 750 razy więcej niż ich własna masa ciała. Jednak w praktyce mrówki wolały dźwigać ciężar tylko trzech towarzyszy. Gdyby ciężar przekroczył ten próg, porzuciłyby swoją pozycję w wieży.
Mosty mrówcze: Pokonywanie przepaści dzięki pracy zespołowej
Mrówki ogniste wykazują również niezwykłą pracę zespołową przy budowie mostów w celu pokonania przepaści. Te mosty pozwalają im pokonywać przeszkody i docierać do nowych terytoriów.
Implikacje dla robotów modułowych
Naukowcy uważają, że badanie zachowania mrówek ognistych może dostarczyć cennych wskazówek dotyczących projektowania robotów modułowych. Te roboty mogłyby wykorzystywać proste zasady behawioralne do współpracy, wykonując zadania takie jak poruszanie się po ciasnych przestrzeniach w zawalonych budynkach podczas misji poszukiwawczo-ratowniczych.
Podobnie jak mrówki, mogłyby się gromadzić, aby pokonywać luki lub tworzyć wieże, aby wspinać się na przeszkody. Wykorzystując zasady zachowania mrówek ognistych, roboty modułowe mogłyby stać się bardziej wszechstronne i skuteczne w różnych zastosowaniach.