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蚂蚁世界为什么不会遇上交通拥堵 它们懂得即时沟通路况

放大字体  缩小字体 2018-02-28 19:39:48  阅读:3502 来源:本站原创作者:闰妮
近日中国北部地区雾霾严重,给人们出行带来了诸多不便,同时也给开车出行的司机朋友们带来了不小的影响,交通堵塞、能见度低、易造成交通事故等不利因素,其实就算没有雾霾,一线大城市的交通也一样拥堵。

  我们从办公室“挪步”回家的下班高峰期之路往往意味着一个停停走走的噩梦。但是对于蚂蚁来说,更多的交通流量并不总是导致爬行缓慢。

  蚂蚁是地球上数量最多的昆虫,但它们在自己的领地上却从来不会发生“交通堵塞”状况。

  它们是如何做到的?

  德国科学家近日研究发现,蚂蚁拥有一种令人惊讶的技巧——很善于相互“交流”,能够单独决策,懂得通过权力下放,使有限的资源得以高效分配。

  这一新发现将有助于人类解决城市交通拥堵问题。

  蚂蚁有25万个脑细胞

  德国德累斯顿工业大学研究群体智能方面的专家德克·赫尔宾博士说,蚂蚁是地球上脑细胞数量最多的昆虫之一,大脑由大约25万个细胞组成,蚂蚁其实很聪明。

  通过对蚂蚁群体的长期研究,赫尔宾近日公布了的研究成果。他说,蚂蚁很懂得相互“交流”,并单独决策,知道如何对有限的资源进行有效分配,这对于解决人类面临的城市交通拥堵问题很有帮助。

  它们懂得即时沟通路况

  赫尔宾这样说源于两次试验发现。

  他领导的研究团队首先在蚁巢附近摆放了一些蚂蚁喜食的糖果。然后,在蚁巢与糖果之间建立了一宽一窄两条通道。

  果然,甜蜜的糖果吸引了大批蚂蚁前来搬运,较窄的通道变得拥挤起来。但一会儿功夫,又不堵了。

  研究人员发现,当一只蚂蚁从拥挤的通道上回巢,并遇到另一只准备出发的蚂蚁时,它会尽力将新来者推向另一条不挤的通道;而如果那只回程的蚂蚁路上没有遇到拥挤现象,它就不会引导新来者去改变方向。结果是在那条较窄的通道产生拥挤之前,新上路的蚂蚁就换走另一条通道,因此永远不会发生交通拥堵情况。

  把同伴挤到其他路上去

  随后,研究人员又建立了多条纵横交错的通道。很快,就有蚂蚁发现了到达糖果的最短通道,其他蚂蚁也开始涌向这条通道,结果导致最短通道饱和。

  这时,有趣的事发生了。一些蚂蚁回到蚁巢,用身体把准备走向最短通道的蚂蚁挤到其他通道,拥堵的道路又恢复了畅通。

  研究人员总结发现,蚂蚁懂得通过权力下放,让任何个体在紧急情况下领导集体,使有限的资源得以高效分配。

  假如司机像蚂蚁一样相互交流

  赫尔宾认为,人们一直希望能够通过某种交通管制,以避免相向的车辆发生碰撞或造成交通拥堵。其实最好的办法就是,允许司机像蚂蚁一样即时沟通和交流。

  赫尔宾的设想是,政府必须强制要求所有车辆,告诉迎面而来的车辆他们可能会遇到的交通状况,让后者选择是否改道。这样,大家就都可以及时采取措施,避免交通拥堵。

  此外,这一发现还可以给一些非线性科学研究课题带来启发,例如,怎样在电信网络系统中更好地管理数据传输过程。

  发表在《自然的科学》(The Science of Nature)杂志上的一个新的研究发现,当有更多的蚂蚁上路的时候,一些蚂蚁其实走得更快。为了揭开这个奇怪的规则,生态学家在一个由黑背蚂蚁(Formica pratensis,如图)建造的小路上设置了一个交通摄像头。

  研究人员在离小路很远的镜头外放了一些金枪鱼来引诱蚂蚁出山。然后,他们利用软件来跟踪视频中这些小昆虫。研究团队清点了蚂蚁的数量,计算出大概500只蚂蚁的速度。出乎意料的是,他们发现,当蚂蚁进入蚁群的时候,它们“踩油门”而不是“踩刹车”,当蚁群密度加倍,它们的速度也提高了25%。在保持与蚁群同速的同时,蚂蚁们也互相碰撞得更加频繁。

  新的研究报告称,这可能证明,这种冲撞起到了重要的作用,得以让加入队伍的蚁兵提供新站点的情报。研究人员写道,研究蚂蚁的交通模式可能有助于缓解我们自己的道路拥堵,如果我们能避免汽车相撞事故的话。

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