The extraordinary teamwork of army

The extraordinary teamwork of army ants to build living and moving bridges to cross gaps could be used to build swarm robots to help in disaster relief, researchers say.

International researchers have found the bridges the ants build create shortcuts along the rainforest floor, and can move and change position to cover larger gaps if needed.

The insects, native to Central and South America, create the structures by linking their bodies. The study’s co-lead author Dr Christopher Reid, a postdoctoral researcher at the Insect Behaviour and Ecology Lab at the University of Sydney, says they undergo a "cost-benefit trade-off" about how long the bridge should be.

The study, published in Proceedings of the National Academy of Sciences today, shows how the bridges stop moving once they get so long the cost of adding more workers outweighs the benefit of shortening their path.

It says the fluid and organic structure of the bridges helps colonies of up to a million individuals travel at maximum speed and across unchartered and potentially difficult territory.

The bridges dismantle once the ants making the structure sense the traffic walking over them slows down below a critical threshold.

Structures can be built and deconstructed in seconds and, contrary to previous assumptions, are reactive to their environment rather than static.


"Indeed, after starting at intersections between twigs or lianas travelled by the ants, the bridges slowly move away from their starting point, creating shortcuts and progressively lengthening by addition of new workers, before stopping, suspended in mid-air," Dr Reid says.

"In many cases, the ants could have created better shortcuts, but instead they ceased moving their bridges before achieving the shortest route possible."

The research team, which included people from the Max Planck Institute for Ornithology in Germany, University of Konstanz, New Jersey Institute of Technology, Princeton University and George Washington University, found the ants benefitted from creating shortcuts but the cost is taking ants away from other important tasks.

The ants need to build bridges because of their nomadic nature, as they're constantly moving the colony through the rainforests.

And it seems nature could inspire a new wave of robotics, including self-assembling systems such as reconfigurable materials and autonomous robotic swarms, Dr Reid says.

"Such swarms could accomplish remarkable tasks, such as creating bridges to navigate complex terrain, plugs to repair structural breaches, or supports to stabilise a failing structure.

"These systems could also enable robots to operate in complex unpredictable settings, such as in natural disaster areas, where human presence is dangerous or problematic," he says.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

นักวิจัยบอกว่า สามารถใช้ทำงานเป็นทีมพิเศษของกองทัพมดสร้างชีวิต และย้ายสะพานข้ามช่องว่างเพื่อสร้างฝูงหุ่นยนต์เพื่อช่วยในการบรรเทาภัยพิบัตินักวิจัยนานาชาติได้พบสะพานมดสร้างสร้างทางลัดไปตามพื้นป่า สามารถย้าย และเปลี่ยนตำแหน่งกลบช่องว่างใหญ่ถ้าจำเป็นแมลง เป็นกลางและอเมริกาใต้ สร้างโครงสร้างเชื่อมโยงร่างกาย ผู้เขียนรอร่วมการศึกษาดร.คริสโตเฟอร์ Reid นักวิจัยนักแมลงพฤติกรรมและนิเวศวิทยา Lab ที่มหาวิทยาลัยซิดนีย์ กล่าวว่า พวกเขารับเป็น "ต้นทุนผลประโยชน์ trade-off" เกี่ยวกับระยะสะพานควรการศึกษา ประกาศในวิชาการสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติวันนี้ แสดงว่าสะพานต้องย้ายเมื่อพวกเขาได้รับนาน ต้นทุนเพิ่มผู้ปฏิบัติงานเพิ่มเติมก่อนประโยชน์ของการลดเส้นทางของพวกเขากล่าวว่า น้ำ และโครงสร้างอินทรีย์ของสะพานช่วยอาณานิคมของบุคคลถึงล้าน ที่ความเร็วสูงสุด และดินแดน unchartered และอาจยากในการเดินทางสะพาน dismantle เมื่อมดรู้สึกโครงสร้างทำให้การจราจรที่เดินผ่านไปช้าต่ำกว่าขีดจำกัดที่สำคัญโครงสร้างสามารถสร้าง และ deconstructed วินาที และ ขัด ต่อ สมมติฐานก่อนหน้านี้ มีปฏิกิริยากับสิ่งแวดล้อมของพวกเขา มากกว่าคง"แน่นอน หลังราคาเริ่มต้นที่แยกระหว่างกิ่งไม้หรือทางมด lianas สะพานช้าย้ายของจุดเริ่มต้น การสร้างทางลัด และยาวของความก้าวหน้า โดยการเพิ่มแรงงานใหม่ ก่อนหยุด หยุดชั่วคราวในกลางอากาศ Reid ดร.กล่าวว่า"ในหลายกรณี มดสามารถสร้างทางลัดดีกว่า แต่แทน พวกเขาได้หยุดการย้ายสะพานของพวกเขาก่อนที่จะบรรลุได้ง่าย"ทีมวิจัย การรวมคนจาก สถาบันสูงสุดของพลังค์ Ornithology ในเยอรมนี มหาวิทยาลัย Konstanz นิวเจอร์ซีย์ สถาบันเทคโนโลยี มหาวิทยาลัย Princeton และจอร์จวอชิงตัน มหาวิทยาลัย พบมดฟื้นสร้างทางลัดแต่ต้นทุนจะมีมดจากงานสำคัญอื่น ๆมดจำเป็นต้องสร้างสะพานเนื่องจากธรรมชาติของพวกเขา nomadic ตามที่พวกเขากำลังย้ายอาณานิคมผ่านไหลตลอดเวลาและดูเหมือนว่า ธรรมชาติได้สร้างแรงบันดาลใจนิวเวฟของหุ่น รวมถึงการประกอบตัวเองระบบวัสดุ reconfigurable และอิสระ swarms หุ่นยนต์ ดร. Reid กล่าวว่า"Swarms ดังกล่าวสามารถทำงานที่โดดเด่น เช่นการสร้างสะพานเพื่อไปยังภูมิประเทศที่ซับซ้อน ปลั๊กเพื่อซ่อมแซมโครงสร้างละเมิด หรือสนับสนุนเพื่อรับโครงสร้างเสีย"ระบบเหล่านี้อาจยังเปิดใช้งานหุ่นยนต์เพื่อการดำเนินงานในการตั้งค่าคาดเดาไม่ซับซ้อน เช่นในพื้นที่ภัยพิบัติธรรมชาติ สถานะของมนุษย์อันตราย หรือมีปัญหา เขากล่าวว่า

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ทำงานเป็นทีมพิเศษของกองทัพมดที่จะสร้างที่อยู่อาศัยและการย้ายสะพานที่จะข้ามช่องว่างสามารถนำมาใช้ในการสร้างหุ่นยนต์ฝูงเพื่อช่วยในการบรรเทาภัยพิบัตินักวิจัยกล่าวว่า. นักวิจัยนานาชาติได้พบสะพานมดสร้างสร้างทางลัดไปตามพื้นป่าฝนและสามารถเคลื่อนย้ายได้ และตำแหน่งการเปลี่ยนแปลงเพื่อให้ครอบคลุมช่องว่างขนาดใหญ่หากจำเป็น. แมลงพื้นเมืองอเมริกากลางและอเมริกาใต้, สร้างโครงสร้างโดยการเชื่อมโยงร่างกายของพวกเขา การศึกษาของผู้เขียนร่วมนำดรคริสเรดนักวิจัยหลังปริญญาเอกที่พฤติกรรมแมลงและนิเวศวิทยาการทดลองที่มหาวิทยาลัยซิดนีย์กล่าวว่าพวกเขาได้รับการ "ค่าใช้จ่ายและผลประโยชน์การค้าปิด" เกี่ยวกับวิธียาวสะพานที่ควรจะเป็น. การศึกษาที่ตีพิมพ์ ในการดำเนินการของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติในวันนี้แสดงให้เห็นว่าสะพานหยุดการเคลื่อนย้ายเมื่อพวกเขาได้รับตราบค่าใช้จ่ายของการเพิ่มแรงงานมากขึ้นเมื่อเทียบกับประโยชน์ของการลดเส้นทางของพวกเขา. มันบอกว่าโครงสร้างของเหลวและอินทรีย์ของสะพานจะช่วยให้อาณานิคมถึง ล้านบุคคลที่เดินทางด้วยความเร็วสูงสุดและทั่วดินแดน unchartered และยากที่อาจเกิดขึ้น. สะพานรื้อครั้งเดียวมดทำให้ความรู้สึกโครงสร้างการจราจรเดินเหนือพวกเขาช้าลงต่ำกว่าเกณฑ์ที่สำคัญ. โครงสร้างสามารถสร้างและชิ้นส่วนในไม่กี่วินาทีและตรงกันข้ามกับก่อนหน้านี้ สมมติฐานที่มีปฏิกิริยากับสภาพแวดล้อมของพวกเขามากกว่าคง. "แท้จริงหลังจากที่เริ่มต้นที่แยกระหว่างกิ่งไม้หรือเถาวัลย์เดินทางโดยมดสะพานช้าย้ายออกจากจุดเริ่มต้นของพวกเขาสร้างทางลัดและมีความก้าวหน้ายาวโดยนอกเหนือจากคนงานใหม่ก่อนที่จะหยุด ระงับกลางอากาศ "ดรเรดกล่าวว่า." ในหลายกรณีที่มดจะได้สร้างทางลัดที่ดีกว่า แต่พวกเขาหยุดการเคลื่อนย้ายสะพานของพวกเขาก่อนที่จะบรรลุเส้นทางที่สั้นที่สุดที่เป็นไปได้. "ทีมวิจัยซึ่งรวมถึงคนที่มาจากแม็กซ์สถาบันมักซ์พลังค์วิทยาในประเทศเยอรมนีมหาวิทยาลัย Konstanz, นิวเจอร์ซีย์สถาบันเทคโนโลยีแห่งมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันและจอร์จวอชิงตันมหาวิทยาลัยพบมดได้รับประโยชน์จากการสร้างทางลัด แต่ค่าใช้จ่ายที่เกิดมดออกไปจากงานที่สำคัญอื่น ๆ . มดต้องสร้างสะพานเพราะ ของธรรมชาติเร่ร่อนของพวกเขาขณะที่พวกเขากำลังเคลื่อนไหวอยู่ตลอดเวลาอาณานิคมผ่านป่าฝน. และดูเหมือนว่าธรรมชาติสามารถสร้างแรงบันดาลใจเป็นคลื่นลูกใหม่ของหุ่นยนต์รวมทั้งระบบการประกอบตัวเองเช่นวัสดุ reconfigurable และฝูงหุ่นยนต์อิสระดรเรดกล่าวว่า. "ฝูงดังกล่าว สามารถบรรลุผลงานที่โดดเด่นเช่นการสร้างสะพานที่จะนำทางภูมิประเทศที่ซับซ้อนปลั๊กเพื่อซ่อมแซมโครงสร้างหรือสนับสนุนเพื่อรักษาเสถียรภาพของโครงสร้างความล้มเหลว. "ระบบเหล่านี้ยังสามารถเปิดใช้งานหุ่นยนต์ในการดำเนินงานในการตั้งค่าที่คาดเดาไม่ซับซ้อนเช่นในพื้นที่ภัยพิบัติทางธรรมชาติที่ มนุษย์เป็นอันตรายหรือมีปัญหา "เขากล่าว

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

พิเศษ ทีมมดกองทัพเพื่อสร้างที่อยู่อาศัยและย้ายสะพานข้ามช่องว่างที่สามารถใช้ในการสร้างหุ่นยนต์ขึ้น เพื่อช่วยในการบรรเทาภัยพิบัติ , นักวิจัยกล่าวว่า .

ระหว่างนักวิจัยได้พบมดสร้างสะพาน สร้างทางลัดไปตามพื้นป่า และสามารถย้ายเปลี่ยนตำแหน่งเพื่อครอบคลุมช่องว่างขนาดใหญ่

ถ้าจำเป็น แมลง พื้นเมืองของอเมริกากลางและใต้สร้างโดยการเชื่อมโยงโครงสร้างร่างกายของพวกเขา การศึกษาของผู้เขียน ดร. คริสโตเฟอร์ ร่วมนำรี้ด , นักวิจัยปริญญาเอกที่แมลงนิเวศวิทยาและพฤติกรรมห้องปฏิบัติการที่มหาวิทยาลัยซิดนีย์ กล่าวว่า พวกเขาได้รับการ " แลกเปลี่ยน " ผลประโยชน์เกี่ยวกับวิธียาวสะพานควร

ผลการศึกษาตีพิมพ์ในการดำเนินการของ National Academy of Sciences ในวันนี้แสดงให้เห็นสะพานหยุดเคลื่อนไหวเมื่อพวกเขาได้รับนาน ค่าใช้จ่ายของการเพิ่มคนงานมากขึ้นเมื่อเทียบกับประโยชน์ของการตัดทอนเส้นทาง

มันบอกว่าโครงสร้างของเหลวและอินทรีย์ของสะพานช่วยให้อาณานิคมถึงล้านคนเดินทางที่ความเร็ว สูงสุด และใน unchartered และดินแดนอาจยาก

สะพานรื้อเมื่อมดทำให้โครงสร้างความรู้สึก การจราจร การเดินผ่านพวกเขาช้าลงต่ำกว่าเกณฑ์ที่สำคัญ

โครงสร้างสามารถสร้าง และชิ้นส่วนในวินาทีและขัดกับสมมติฐานก่อนหน้านี้ มีปฏิกิริยากับสภาพแวดล้อมของพวกเขามากกว่า Static


" แน่นอน หลังจากเริ่มต้นที่จุดตัดระหว่างกิ่งไม้และเถาวัลย์เดินทาง โดย มด ,สะพานที่ค่อยๆเลื่อนห่างจากจุดเริ่มต้น , การสร้างทางลัดและความก้าวหน้าทางด้านยาวของแรงงานใหม่ก่อนหยุดลอยอยู่กลางอากาศ " ดร. รี้ดพูด

" ในหลายกรณี มดจะได้สร้างทางลัดดีกว่า แต่พวกเขาก็ย้ายสะพานของพวกเขาก่อนที่จะบรรลุเส้นทางที่สั้นที่สุดที่เป็นไปได้ .

ทีมงานวิจัยซึ่งรวมถึงผู้คนจากมักซ์พลังค์สถาบันวิทยาในเยอรมัน , มหาวิทยาลัย Konstanz , สถาบันเทคโนโลยีแห่งมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันนิวเจอร์ซีย์ , มหาวิทยาลัย และ มหาวิทยาลัยจอร์จ วอชิงตัน พบมด benefitted จากการสร้างทางลัด แต่ต้นทุนจะถ่าย มด ห่างจากงานสำคัญอื่น ๆ .

มดต้องสร้างสะพาน เพราะธรรมชาติของนักท่องเที่ยวของตนขณะที่พวกเขากำลังย้ายอาณานิคมผ่านป่าฝน .

และดูเหมือนว่า ธรรมชาติ สามารถบันดาลให้คลื่นใหม่ของหุ่นยนต์ รวมถึงตนเองประกอบระบบเช่นวัสดุ Reconfigurable หุ่นยนต์และฝูงของ ดร. รี้ดพูด

" เช่นฝูงจะประสบความสำเร็จที่โดดเด่นงาน เช่น การสร้างสะพานเพื่อนำทางภูมิประเทศที่ซับซ้อน , ปลั๊กเพื่อซ่อมแซม การละเมิดของโครงสร้างหรือสนับสนุนเสถียรภาพโครงสร้างล้ม

" ระบบเหล่านี้ยังอาจช่วยให้หุ่นยนต์เพื่อใช้งานในการตั้งค่าที่ไม่ซับซ้อน เช่นในพื้นที่ภัยพิบัติธรรมชาติ ที่ต่อหน้ามนุษย์อันตรายหรือมีปัญหา " เขากล่าว