火蟻高效工作的秘密：讓一部分螞蟻干站著

為了理解火蟻有效工作而不出現堵塞的策略，研究人員研究了螞蟻如何在模擬土壤的玻璃顆粒中挖掘隧道。圖片來源：Rob Felt Georgia Tech

　　來源：科研圈微信公眾號

　　總有些坐享其成的人，當他們勤勞的同事把工作都幹完的時候，他們只是閑坐著無所事事。但對社會的高效運轉來說，這些人真的有存在的必要嗎？或許還真有——至少火蟻（fire ant）在地下挖巢的時候的確如此。

　　「火蟻在喬治亞州很常見，事實上，它們 30 年代從南美洲遷移至美國，在靠南三分之一的美國地區都很常見。」喬治亞理工學院（Georgia Tech）的物理學家丹尼爾·戈德曼（Daniel Goldman）如是說。

　　火蟻是高度社會性的生物，戈德曼的團隊想知道在沒有核心領導者給出命令的時候，單個螞蟻是如何知道自己該幹什麼的。

　　為了找到答案，戈德曼的團隊用顏料標記單個火蟻，並觀察它們挖掘一次只能通過一隻螞蟻的狹窄隧道。最終發現，僅靠 30% 的螞蟻就完成了 70% 的工作。「令我驚訝的是，我們最終發現任何時間段都只有這麼少的螞蟻真正在幹活。」

　　有四分之一的螞蟻甚至從沒進過隧道；還有一部分爬進去了，但一丁點兒土也沒挖就離開了。這些閑逛和袖手旁觀的行為，保證了擁擠的隧道沒有出現「昆蟲堵塞」，從而避免施工陷入停滯。

　　當科學家把五隻最勤勞的螞蟻從群體中移走，其他螞蟻立刻前赴後繼補充進去，整體的工作效率沒有絲毫的降低。只要存在分工以保持隧道暢通，一段時間內究竟是哪些螞蟻工作或賦閑似乎並不重要。研究結果已發表在《科學》（Science）雜誌上。

　　戈德曼的團隊也在計算機上模擬了螞蟻築巢，模擬中電子螞蟻最高效的挖掘模式與真實螞蟻相似。

　　這一研究將會影響機器人設計和製造。想像一下，派一群機器人去瓦礫中搜尋災難倖存者；或者是納米機器人在我們的體內診斷疾病並提供針對性的治療：這樣一大群機器人需要避免堵在狹窄的空間中。也許有必要編寫一個程序，讓一部分機器人閑坐下來靜靜地看著同伴工作。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！