做一只蚂蚁,就永远不会陷入交通堵塞。这是众多福利之一(还有超人的力量,铠甲般的骨架和两个胃, 当然)。
当这些遵守纪律的小生物沿着狭窄的充满信息素的道路行进时,它们以某种方式设法保持来回的顺畅流动,即使在高峰时段也是如此。
通过在自组织系统中进行合作,研究人员发现阿根廷蚂蚁(矮线斑蝽)可以适应不同的路况并防止堵塞的发生。所需要的只是一点无私和克制——这是我们人类应该考虑的。
与我们自己的物种一样,蚂蚁是地球上唯一沿着双向流动的道路移动的生物之一。那么,这些殖民地到底发现了什么而我们还没有发现的呢?
当然,蚂蚁不像我们一样有道路规则,而且它们并不完全害怕碰撞,但即便如此,它们通过作为一个整体移动来避免聚集在一起的能力,有点像液体,让我们着迷几个世纪。
就连亚里士多德也是惊叹单个蚂蚁如何“沿着一条相当笔直的路线回到巢穴,并且在路上它们不会互相阻碍”。
以前的研究研究表明,蚂蚁道路每分钟可以容纳数百人,但这项研究首次找到了直接证据,表明即使在高密度下,也可以避免交通拥堵。
研究人员拍摄了 170 次重复实验,观察了这种特殊蚂蚁种类如何沿着巢穴和食物源之间的桥梁移动。实验包括不同宽度的桥(5 毫米、10 毫米和 20 毫米),可容纳 400 至 25,600 只蚂蚁。
在整个过程中,收集了有关交通流量、蚂蚁的速度以及发生的碰撞次数的数据。
作者的发现令人惊讶:这些蚂蚁似乎不受交通拥堵的影响。
“在这项研究中,阿根廷蚂蚁用来保持交通畅通的机制的确切性质仍然难以捉摸,”他们写”,“然而,当路径上的密度增加时,蚂蚁似乎能够评估当地的拥挤情况,并相应地调整它们的速度,以避免交通流中断。
事实上,与人类相比,这些蚂蚁可以在不减慢速度的情况下以两倍的容量装载桥梁。当人们步行或开车时,交通流量通常在占用率达到 40% 时开始减慢。另一方面,即使桥梁占用率达到 80%,阿根廷蚂蚁也没有表现出放缓的迹象。
他们通过自我调节速度来做到这一点。例如,当环境中等繁忙时,作者发现蚂蚁实际上会加速,直到达到最大流量或容量。
然而,当小道过于拥挤时,蚂蚁会克制自己,避免加入,直到道路变得稀疏。另外,在这样的高密度时期,蚂蚁会改变它们的行为并放慢速度,以避免更多浪费时间的碰撞。
“交通拥堵在人类社会中无处不在,每个人都在追求自己的个人目标,”作者解释。 “相比之下,蚂蚁有一个共同的目标:群体的生存,因此它们应该合作行动以优化食物回报。”
对蚂蚁的其他研究表明,有时它们甚至会使用交通管制“官员”。例如,2008 年,科学家成立当蚂蚁的踪迹开始堵塞时,返回巢穴的蚂蚁就会挡住离开的蚂蚁,迫使它们寻找新的路线。
显然,人类更难以左右,而且我们的行为并不总是那么合乎逻辑。当蚂蚁均匀分布在车道上,即使在紧急情况下,人类更有可能为了自己的迫切欲望而互相践踏。
作者说,即使不改变我们自己的行为,我们也可以从蚂蚁身上学到一些东西。随着自动驾驶汽车的出现,也许我们可以找到一种方法来模仿他们的策略并优化交通流量。
如果我们能让我们的道路更像蚂蚁的足迹,想象一下世界的效率将会提高多少。
该研究发表于电子生活。