科技日报记者 张景阳
虫豸一向是现代科学研究的首要对象之一，跟着科技的前进，人类研究虫豸，也早已从根本研究走向了手艺利用，例如绝不起眼的蚂蚁。
近日有媒体报导称，研究职员经由过程对“蚂蚁搬场”行动的进一步研究发现：蚂蚁利用多种方式来寻觅本身的路，即便在撤退退却时，它们也能辨认熟习的风光，对如许的小虫豸来讲，这是一种高度复杂的视觉。
是甚么付与了蚂蚁如斯壮大的路径辨认能力？蚂蚁的生物功能对现代科学手艺有哪些开导和利用帮忙呢？
蚂蚁认路不但靠眼睛看
“若是只不雅察而不干扰，蚂蚁外出寻食和返回巢穴的全进程根基很顺遂，即便途中有搁浅，但几近不会走弯路；可是若是对蚂蚁走过的处所进行阻断和干扰，蚂蚁在走到被干扰地址时就会原地打转，或前后向分歧的几个标的目的摸索进步，终究又回到原地。”内蒙古生物手艺研究院生物材料立异工作室高级工程师张志刚在接管科技日报记者采访时暗示，早年间，他在研究蚂蚁体内营养成份的时辰，闲暇时也曾对蚂蚁辨认路径的能力做过一些尝试。“我们发现，即便是拖着繁重的食品倒行，只要蚂蚁走过的路径不被干扰，它们依然可以或许顺遂、快速返回巢穴。”
蚂蚁这类识途本事是不是完全依托视觉呢？有研究表白，蚂蚁的眼睛是由成百上千的单眼布局组成的复眼，但如斯多的眼睛并没有帮忙蚂蚁更好地洞悉四周产生的一切，由于它的目力只有人类均匀目力的十分之一。
一个研究小组经由过程对西班牙戈壁蚂蚁的研究发现，蚂蚁利用多种方式来找到本身的路，即便它们向后走，也能够辨认出熟习的线路。
西班牙戈壁蚂蚁在向前走时，利用了一种称为“路径整合”的策略：它们记得本身走过的盘曲感受和从巢穴走了几步，用于计较最快的回家线路。
它们还依托太阳的角度来获得方位，环视周围的风景，并记住某些可以帮忙他们返回的地标。可是，蚂蚁在向后走时，是不是也能采取向前走时的策略呢？
有英国科学家研究发现，现实上蚂蚁是利用每一个步幅，并丈量每一个步幅年夜小，来完成倒退行走的。他们以为，蚂蚁经由过程丈量步幅年夜小来实现倒退导航的，由于它们可以或许切确丈量本身行走的间隔，乃至每一个腿别离移动的间隔。但是同时，有一个事实令他们感应猜疑：当所有定位巢穴的视觉和蔼味线索都是毛病的标的目的时，为何蚂蚁仍能沿着准确的标的目的倒退行走？
对此，近期一项一样来自于欧洲的研究结论仿佛可以予以弥补：蚂蚁的眼睛有很宽的视角——有近360度的视野，而人类在不回头的环境下，只能看到它们四周1/3的情况。当蚂蚁分开巢穴时，它们极可能会从身边和死后获得信息，然后在拖拽食品时操纵这些信息“导航”。
爱丁堡年夜学信息手艺传授芭芭拉·韦柏在研究了蚂蚁的导航功能后暗示：“蚂蚁不但依托不雅察沿途景不雅来认路，并且脑内还有精准的导航。它们乃至晓得在天空做标识表记标帜，让本身每次都能顺遂找到回家的线路。”
张志刚先容说：“此刻全球年夜量的研究证实，蚂蚁识途，依托的是一整套极为复杂的系统，而这个系统，不但仅包罗视觉，还包罗视觉记忆、气息、乃至天文学道理。”
时至本日，蚂蚁的识途本事仍在不竭刷新着科学家们的认知。
受蚂蚁开导的新型导航
上世纪90年月初，一个名为“蚁群算法”（又称“蚂蚁算法”）的概念的提出，正式开启了蚂蚁导航功能的利用研究。“蚁群算法”的提出者、布鲁塞尔自由年夜学的计较机科学家马尔科·多里戈以为，人类完全可以操纵蚂蚁行动中的常识缔造可用来解决复杂人类题目的数学方式，好比放置卡车运输线路、调剂航班或制导军事机械人。
跟着理论的不竭完美，蚁群算法慢慢从蚂蚁的勾当规模、糊口情况、寻食法则、移动法则、避障法则、信息素法则等方面进手，研究出一系列合用于人类勾当的优化计较方式。
基于如许的计较道理，发财国度的手艺利用已见到实效。2019年年头，法国科学家开辟出一种能像蚂蚁一样导航的六足机械人，定名为“antbot”。这类六足机械人的导航系统鉴戒了戈壁蚂蚁的导航道理，即寻食的蚂蚁能经由过程留在地上的信息素找到返回栖息地的路。
依托现代科技，这类机械人还配备了一个用于按照天空中的偏振光查抄其航向的光学罗盘，和一个用于直不雅地肯定它从出发点到终点需要走多远的光学活动传感器。据报导，如许的设置许可机械人摸索四周14米（46英尺）的总间隔，并以切确度高达1厘米（0.4英寸）的速度回到基地。
张志刚告知记者：“事实上，我国的科学家也已起头了蚁群算法的利用研究，研究标的目的首要是导航计较方式和导航产物研发；蚁群算法是一种用来在图中寻觅优化路径的机率型算法，具有明白的反馈机制、并行散布式计较及杰出的自开导机制等长处，在求解错乱的组合优化题目方面具有较着的优胜性。”
张志刚暗示，在不久的未来，我们完全可以制造出一种导航系统模子，而这类导航系统，可以将路上行驶的每台车辆视为一只蚂蚁，每辆在行驶进程中的车辆，经由过程导航终端将所颠末的路径长度、通行时延等评判信息及时上传至导航中间办事器端。“当后续车辆进行寻路导航时，导航系统可按照其他车辆的及时反馈评判信息，对该车辆可能行驶的线路进行评判，从而可以求解出最优的线路作为车辆的行驶标的目的和线路。”
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小蚂蚁的年夜本事
全球共有15000多种蚂蚁，几近遍及全球每一个角落。年夜量的科学研究和尝试表白，蚂蚁虽小，倒是一个十分奇异的物种，它们浩繁能力超乎人们想象。
蚂蚁可以把年夜于本身体重数十倍的食品（例如饼干块、虫豸、肉粒等）拖进巢穴，依照体重与被拖动物体的质量换算，蚂蚁的气力最少是年夜象的60倍。在南美洲，蚂蚁仍是外科手术的尽佳助手。在圭亚那的印第安人部落里，本地的年夜夫做外科手术时，经常使用一种叫割叶蚁的蚂蚁来完成伤口缝合：年夜夫先将病人的伤口对合，让割叶蚁咬住缝合口，再剪下蚁身，留下的蚁头就成了最好的羊肠线。这类缝合体例把伤口缝合得慎密无缝，伤口愈合后还没必要拆线，极年夜减轻了病人的疾苦。
美国闻名的生物学家刘易斯·托马斯曾如许描写蚂蚁：“蚂蚁太像人了，它们培育提拔真菌，豢养蚜虫作六畜，把戎行投进战争，用化学喷剂惊扰和利诱仇敌并捕获奴隶……它们不断地互换信息，几近甚么都干，就差看电视了。”
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