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我们可以从蚂蚁身上学到什么?

蚂蚁在没有明确的领导者分配工作的情况下行事。 好像这是理所当然的事情,个体蚂蚁在没有特定工作分配的情况下承担必要的任务。 他们甚至能够从事复杂的农业活动。 墨尔本的科学家们认为,我们人类可以以蚂蚁的工作组织为例,以缓解交通并优化工厂流程。 蚂蚁还为社会如何组织的哲学问题提供了答案。

想象一条交通缓慢的繁忙街道。 现在想象一下附近的人行道,数百只蚂蚁在一条线上非常安静地移动。 当驾驶者发火,无所事事时,蚂蚁将食物带到巢穴,积极合作,做自己的工作。

墨尔本莫纳什大学 IT 系的 Bernd Meyer 教授将他的工作生涯奉献给了蚂蚁及其协作决策技能。 “蚂蚁会做出相当复杂的决定,”他解释道。 “例如,蚂蚁在没有物流专家的情况下找到最好的食物来源和最快的往返方式。”

单独的昆虫不是特别聪明,但它们可以很好地协调它们的活动。 我们可以从中学到很多东西。 “蚂蚁组织自己的方式可以让我们深入了解运输过程如何更顺畅地运行,并为工厂流程提供优化方法。

处理复杂的任务

蚁群有时被比作城市,因为无数个体同时协调各种复杂的行动。 例如,觅食队在人行道上形成面包屑列,另一队负责照顾后代,而其他队则建造或保卫蚂蚁的巢穴。 虽然任务以一种高效的方式进行协调,但“没有人坐在那里分配任务并说,'你们两个朝这个方向前进,你们三个负责防守,”迈耶教授说。

“蚂蚁都会做出个人的、较小的决定,这些决定只与它们周围的环境有关。 没有人关注大局,但殖民地却拥有作为一种超级有机体的概述。 他们设法以能够满足所有需求和要求的方式将劳动力作为一个群体进行分配。” 到目前为止,没有人确切地知道这实际上是如何与蚂蚁一起工作的。

迈耶教授还研究了粘液的形式,“它们不是群居昆虫,但仍然可以协同工作”。 “这些变形虫的迷人之处在于,它们在一段时间内作为独立细胞的菌落生活,然后突然合并。 这个新的大细胞有多个细胞核,然后作为一个有机体。

Meyer 教授与莫纳什大学生物科学学院副教授 Martin Burd 等人合作。 迈耶教授说,生物学家和计算机科学家从不同角度观察蚂蚁,但他们的研究“最终完全融合”。 “生物学家先做实验,然后传递他们的数据,这样我们就可以分析它们是行不通的。 一切都是协作完成的——这是令人兴奋的部分。 找到一种通用语言需要一段时间,但随后您就会达到思维融合并创建新概念框架的地步。 这首先使新发现成为可能。”

作为一名计算机科学家,他对“找出驱动蚂蚁行为的基本数学原理”感兴趣。 “我们创建了蚂蚁交互方式的算法视图。 这是我们解开蚂蚁复杂行为的唯一方法,”迈耶教授说。

行为模型

科学家们跟踪个体蚂蚁,然后在很长一段时间内为成千上万的个体创建行为模型。 他们尝试复制他们在实验中看到的内容,验证他们的模型是否与收集的数据一致,然后使用该模型来预测和解释未观察到的行为。

例如,在研究 Pheidole megacephala ant 时,Meyer 发现,当它们找到食物来源时,它们不仅会像许多其他物种一样聚集在那里,而且在获得新信息时会重新考虑它们的决定。 “如果我们给他们更好的食物来源会怎样? 许多物种会完全忽略这一点,无法适应这些变化。 然而,Pheidole megacephala 实际上会偏转。”

蚁群只能选择更好的选择,因为个体蚂蚁做出了错误的决定。 因此,个人错误对于整个团队改进决策非常重要。 “我们的模型甚至在我们发现真正做到这一点的物种之前就预测到了这一点,”迈耶教授解释道。

“如果个人没有犯错或行为不当,集体思维就会接管,突然之间,每个人都在做同样的事情。 你可以用数学公式来表述它,看起来你可以将数学公式应用到其他系统——完全不同的系统,包括人类群体。”

到目前为止,已经确定了超过 12,500 种蚂蚁,但据信大约存在 22,000 种。 “蚂蚁在生态上非常成功,”迈耶教授说。 “他们几乎无处不在。 这是有趣的方面之一——为什么它们的适应性如此之强?”

Meyer 教授还研究切叶蚁和亚洲织布蚁。 切叶蚁不吃那些能把自己带回巢穴的叶子——它们用它们来耕作。 “他们将它们喂给自己种植的蘑菇并将其用作食物来源。 同样,这是一个非常复杂的组织过程。” 亚洲织蚁对昆士兰的芒果生产很重要,它们被用于天然害虫防治。 Meyer 教授认为,蚂蚁提供的生态系统服务往往被低估。

重要角色

Meyer 教授还研究蜜蜂,蜜蜂以其在植物授粉中的重要作用而闻名,但“蚂蚁也是生态系统的关键要素”。 例如,蚂蚁准备土壤。 它们散播种子,可以提高农业生产力。 目前尚不清楚蚂蚁(如蜜蜂)在多大程度上受到环境毒素和气候变化的影响。

“这是我们试图理解的事情之一。 如果环境压力增加,例如昆士兰用来生产芒果的蚂蚁会怎样? 然后我们会看到与蜜蜂相同的效果吗?” 蚁群中的蚂蚁通常都有同一个母亲。 从进化的角度来看,个体蚂蚁为了蚁群的利益而牺牲自己是有道理的。 蚂蚁是绝对的团队成员。

人们对自己的能动性和独立性的需求要大得多。 然而,类似蚂蚁的组织有时可以在人类环境中提供帮助。 Meyer 教授说,许多行业正在通过使用源自蚂蚁行为的算法来改进他们的运营。 例如,这包括澳大利亚葡萄酒行业。

蚂蚁让人们着迷。 他认为原因在于蚂蚁忙碌、以任务为导向的生活,这引发了一个“更大的哲学问题。 社团是如何组织的? 我们如何才能实现一个个人为共同利益而共同努力的社会,而不需要从上面发号施令?”

蚂蚁会说话吗?

蚂蚁使用声音进行交流。 正如研究人员首次证明的那样,即使是化蛹的动物也能发出声音信号。 蚂蚁不是特别健谈。 它们通过化学物质(即所谓的信息素)处理大部分通信。

雌性蚂蚁叫什么名字?

蚁群有蚁后、工蚁和雄性蚁群。 工人们是无性别的,这意味着他们既不是男性也不是女性,也没有翅膀。

蚂蚁如何交换信息?

蚂蚁互相喂食反刍的液体。 他们为整个殖民地的福祉交换重要信息。 蚂蚁不仅分享工作,还分享食物。

蚂蚁有什么特别之处?

蚂蚁有六条腿,身体分为三部分,由头部、胸部和腹部组成。 根据物种的不同,蚂蚁的颜色可以是红棕色、黑色或淡黄色。 他们的盔甲由甲壳素制成,甲壳素是一种非常坚硬的物质。

玛丽艾伦

作者 玛丽艾伦

你好,我是玛丽! 我照顾过许多宠物种类,包括狗、猫、豚鼠、鱼和胡须龙。 我目前也有十只自己的宠物。 我在这个领域写了很多主题,包括操作方法、信息文章、护理指南、品种指南等等。

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