军蚁可以教机器人一两件事

除了令人讨厌的刺痛之外，行军蚁群落还以利用自身身体建造令人惊叹的复杂建筑而闻名。当工蚁狩猎队遇到倒下的树枝、树叶间隙或小溪等障碍物时，这些微小的昆虫会齐心协力为剩余的蚂蚁兄弟建造一座桥梁。这既令人印象深刻，又有点令人不安——毕竟，这些都是活生生的爬行建筑。但一个研究小组并没有研究微小昆虫之间的协调性以造福未来的建筑项目；他们正在研究如何让机器人模仿行军蚁团队合作。

“军蚁使用分散的集体智慧过程来建造建筑物，”新泽西理工学院专门研究军蚁建筑技术的博士后研究员伊莎贝拉·穆拉托雷 (Isabella Muratore) 通过电子邮件向PopSci解释道。“这意味着每只蚂蚁都遵循一套基于感官输入的行为规则，这使得它们无需任何事先规划或领导者的命令就能创造出建筑形式。”

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Muratore 与新泽西理工学院和西北大学的工程师一起，开发了一系列测试，旨在衡量军蚁工蚁对环境障碍的反应和后勤响应。在蚂蚁的森林小径上放置障碍物后，Muratore 拍摄并分析了蚁群随后适应继续沿路线前进的情况。利用之前的建模工作，该团队还使用可调间距装置测试了蚁桥是否能够承受障碍物长度的突然、微小变化。

Muratore 等人最近在美国昆虫学会年会上展示了他们的研究成果。根据他们的观察，行军蚁通常会选择在最高效的位置建造桥梁——这些地方足够宽，需要进行建筑工程，同时使用尽可能少的蚂蚁。在旅途中需要的桥梁数量也会影响蚂蚁对资源分配的集体决策。

佐治亚理工学院工程学教授 David Hu 专注于研究洪水期间火蚁筏的建造，最近他在接受NPR采访时将火蚁比作一个巨大、令人毛骨悚然的大脑中的神经元。桥梁的尺寸和位置不是由单个蚂蚁决定的，而是每只蚂蚁都以自己的微小方式为决策做出贡献。

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Muratore 和她的同事们相信，行军蚁的协作能力很快就能帮助工程师根据这种昆虫的行为原则和大脑来编程机器人群体。不同种类的蚂蚁各不相同，但它们的大脑容量约为 1.1 微升，却仍能容纳惊人数量的信息。

复制这种脑力所需的能源成本相对较低。将其扩展到大量机器人上可以保持相对便宜的成本，同时成倍地提高它们的功能。Muratore 写信给PopSci ，这可以让它们“灵活地适应各种挑战，例如以最有效的方式连接在一起，在不同长度的间隙上架起桥梁”。
机器人团队合作对于将机器应用于许多行业和场景至关重要，从外太空探索到海洋清理项目，再到人类无法进入的危险区域的搜救工作。在这些情况下，快速有效的协调不仅可以节省时间和精力，还可以挽救生命。