军蚁可以教机器人一两件事

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。”

[相关:这些机器人像一群蜜蜂一样达成了团队共识。]

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。

[相关:机器人水母群很快就能帮助清理海洋中的塑料。]

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。

<<:  其实,没关系,Sam Altman 又回来担任 OpenAI 的首席执行官了

>>:  美国国税局推迟了有关数字支付平台的有争议的新政策

推荐阅读

迄今为止从地幔中发现的最长岩石

一个国际科学家小组首次发现了一长段源自地球地幔的岩石。地幔位于地壳下方,是地球内部最大的部分,因此了...

2021 年最热门的运动和户外装备

过去的一年半让我们明白了外出和保持活跃是多么重要——无论是轻松的徒步旅行还是漫长的山地自行车骑行。今...

百万像素:这些飞鼠会发出粉红色的荧光,但没人知道具体原因

飞鼠是一种可爱的小型哺乳动物,体重不到半磅。此外,栖息在北美的三种飞鼠(称为新大陆飞鼠)在紫外线下会...

这款应用让无名小卒成为摇滚明星

不管你喜欢还是讨厌他们,Nickelback 乐队说“我们都想成为大摇滚明星!”这句话说得没错。如今...

定制 Google Chrome 新标签页的 4 种方法

Google Chrome 的新标签页有点杂乱。不久前,它只有搜索栏和几行图标,但现在你可以看到推荐...

蒙塔历险记 II:重回猜测 - 重新评估和新发现

《蒙塔的冒险2:重回猜想》的魅力与评价1994年3月31日上映的《蒙塔的冒险2:回到猜想》是一部在影...

《流星战队娘》的号召与评价:探寻新时代女主角的形象

流星战队娘 - 迷人女主角之间的战斗与爱情故事《流星战队娘》是2004年开播的电视动画,于千叶电视台...

亲爱的地平线:令人感动的故事和迷人的角色超出了预期

Dear Horizo​​n(已收到) - Dear Horizo​​n Kakkokabu - 全...

对《Blood Lad》限量版(附原版动漫蓝光)的全面评论:你应该买吗?

《血色少年》动画原版蓝光碟限定版详细评测及推荐《Blood Lad》是改编自儿玉雪所著的人气漫画的...

只需 5 秒,这座核聚变反应堆就能产生足够一个家庭使用一天的能量

如果仅用五秒钟的反应就能为整个家庭供电一天,那会怎样?英国物理学家可以告诉你怎么做。2021 年 1...

我们对狮鹫起源的理解(可能)是错误的

神话中的狮鹫有着猛禽的雄伟翅膀和狮子的凶猛身躯,是古代中东和欧洲文化中不可或缺的形象。30 多年来,...

“北极熊,你要去哪里?” 《小北极熊历险记》的吸引力与评价:深入分析

“小北极熊,你在哪儿?”诉求与评价1990年上映的《小北极熊,你在哪里?》是根据汉斯·德比尔童话改编...

如何选择安全的密码并记住它们

本文已更新。最初发表于 2017 年 3 月 27 日。又一天,又发生了一起重大数据泄露事件——又有...

Oxbotica 的自动驾驶汽车软件不需要 GPS 信号

Oxbotica 是一家从英国牛津大学移动机器人小组分离出来的公司,它开发的软件可以让无人驾驶汽车在...

雄伟的王子:一部描绘壮观的宇宙战斗和青春期戏剧的杰作动画

《银河机攻队雄壮王子》的魅力与评价《银河机攻队雄伟王子》是2013年播出的电视动画系列,作为原创动画...