화재 개미는 자신의 몸에서 에펠 탑의 미니어처 모양을 만들 수 있으며 곤충은 건물이 무너지지 않도록 구조를 영구적으로 재구성합니다.
연구원들은이 곤충들이 슬로우 모션 분수와 유사한 현상으로이 구조물들을 기어 올라가고 내려 갔다고 말했다.
이번 연구 결과는 자신의 몸을 이용해 복잡한 3D 구조를 형성 할 수있는 로봇 떼로 이어질 수 있다고 과학자들은 덧붙였다.
뗏목 건물
불개미 (Solenopsis invicta)는 브라질 판타 날 습지에서 진화했습니다. 2011 년, 애틀랜타에있는 조지아 공과 대학 (Georgia Institute of Technology)의 생물학자인 크레이그 토비 (Craig Tovey)와 그의 동료들은이 곤충들의 식민지가 뗏목으로 형성되어 수개월 동안 떠있을 수있는 방법을 발견했습니다.
방화 개미는 발 끝에 끈끈한 패드를 사용하여 서로 연결하고 팬케이크 모양의 뗏목을 만들 수 있습니다. 2011 년 연구에 따르면 각 개미의 외골격은 기포를 가두어 약간의 발수성이 될 수 있습니다. 식민지를 함께 짜면 물에 떠있는 동안 뗏목을 건조하게 유지하는 더 강력한 방수 효과가 생깁니다.
개미 뗏목이 최적의 지점을 발견하면 홍수 후 대피소 역할을하는 종 모양의 탑을 형성 할 수 있습니다. 이 구조물들은 각각 수십만 개미로 구성 될 수 있으며 높이가 30 개가 넘는 개미에 이릅니다. 지금까지 개미가 어떻게 부서지지 않고 자신의 몸에서 키 큰 구조물을 만들 수 있는지는 미스터리라고 연구진은 말했다.
싱킹 타워
Tovey와 그의 동료들은 애틀랜타 근처 길가에서 모은 불개미 식민지를 실험하면서 고층 건물의 비밀을 우연히 발견했습니다. 연구원들은 "우리가 개미가 탑을 짓고 난 후 비디오 카메라를 추가로 1 시간 동안 가동 한 상태로 두었다"고 발견했다.
개미가 탑을 짓도록 유도하기 위해 연구원들은 바닥에 플라스틱 막대가 붙어있는 투명한 상자에 넣었습니다. 이 막대는 개미가 스스로 만든 구조물을 지을 수있는 지지대 역할을했습니다. 후속 실험에서, 개미가 지은 탑의 높이는 0.28 ~ 1.18 인치 (7 ~ 30mm)이며 17 ~ 33 분 내에지었습니다. 연구원들은 이러한 타워가 종 모양을 가질 가능성이 높다고 지적했다.
연구자들은 구조물 깊이의 개미가 주변의 곤충 더미에서 터널을 뚫고 나 가면서 탑이 끊임없이 가라 앉는 것을 알 수 있었다. 그러나 개미가 탑의 측면을 as 아내면서 구조는 끊임없이 재건됩니다.
토비는“개미 타워가 영구적으로 가라 앉고 재건되는 것이 가장 놀랐다. "타워가 완성되면 개미가 건축을 멈췄다 고 생각했습니다. 모양은 그대로 유지됩니다. 누가 개미가 변하지 않는 구조를 통해 순환한다고 추측 할 것입니까?"
목표없는 건축
연구 결과를 확인하기 위해 연구진은 약간의 방사성 요오드 기반 염료를 곤충의 식수에 섞은 다음 개미의 움직임을 모니터링하기 위해 콜로니를 X- 선 기계에 넣었다. 토 베이는“실시간으로 표면 개미가 시야를 막는다”고 말했다. "싱킹이 감지하기에는 너무 느립니다."
과학자들은 개미 위에 투명한 플라스틱 시트를 놓음으로써 평균 무게가 약 1 밀리그램 인 각 곤충이 무게의 약 750 배를 지탱하고 이야기를 할 수 있음을 발견했습니다. 그러나 실험에 따르면 타워에서 각 개미는 최대 3 마리의 개미를 등을 지탱하는 것이 가장 편안하다고 생각되며, 더 이상 포기하고 걷지 않아도됩니다.
연구원들은이 구조들이 지도자 나 조정 된 노력없이 건축되었다고 지적했다. 대신, 각 개미는 탑을 짓는 데 도움이 될 수있는 특정 규칙을 따라 객관적으로 방황했습니다. 연구원들이 개발 한 계산 모델은 탑 모양과 성장률을 정확하게 예측할 수 있다고 연구는 밝혔다.
토비는“높은 탄탄한 에펠 탑 모양의 구조물을 만들기 위해 개미가 물 위에 팬케이크 모양의 부유 식 뗏목을 만드는 것과 동일한 간단한 행동 규칙을 따르는 것 같다”고 말했다. "개미 그룹에 의해 형성된 두 개의 대규모 모양은 극적으로 다르고 다른 기능을 수행하지만 동일한 소규모 개인 행동에서 나온다는 점이 놀랍습니다."
연구자들은 이제 "개미가 자신의 몸에서 다리를 만들어 지형의 틈새를 가로 지르는 다리"를 분석하고 싶다고 토비는 말했다. "그들은 놀랍습니다. 정면에있는 사람은 서로를 잡고 아래쪽과 바깥쪽에 매달려 다른 쪽 끝을 단단히 잡습니다. 나머지 개미는 다리를 가로 질러 걸어갑니다. 그런 다음 다리를 구성하는 개미는 시작을 해체합니다. 끝에서 모든 개미가 다른쪽에 도달했습니다. "
이러한 연구는 몸에서 복잡한 구조물을 만들 수있는 로봇 떼를 만드는 데 도움이 될 수 있다고 Tovey는 말했다.
"로보틱스 연구자들은 직사각형과 같은 2 차원 패턴을 형성하기 위해 많은 로봇을 얻는 데 성공했지만 로봇이 안정적인 3 차원 구조를 형성하는 방법을 알아 내지 못했다"고 Tovey는 말했다. "이 연구는 그 방법을 보여줄 수 있습니다.
토비는“예를 들어, 작은 건물을 통해 수백 개의 작은 로봇을 붕괴 된 건물로 보내서 생존자를 찾거나 화성에서 알려지지 않은 지형을 탐험한다고 가정하자. "때때로 로봇은 틈새를 건너거나 가파른 장애물 위로 올라 가기 위해 협력해야 할 것입니다. 다른 경우에는 확산되어야합니다.이 연구는 개별 컨트롤러를 설계하는 방법을 이해하여 서로 다른 상황에서 서로 다른 작업을 수행 할 수 있도록 도와줍니다. "
그러나 개미가 할 수있는 모든 것을 할 수있는 로봇을 만드는 것은 어려운 일이라고 그는 말했다. 토비는 "6 피트에서 개미를 반복적으로 떨어 뜨려도 다 치지 않을 것이다. 로봇을 100 피트에서 6 피트에서 떨어 뜨린다면 행운이있다"고 토 베이는 말했다.
과학자들은 그들의 연구 결과를 7 월 12 일 온라인 Royal Society Open Science에서 온라인으로 자세히 설명했다.
