Ватрени мрави могу изградити минијатурне Еиффелове куле на властитим тијелима, а инсекти вјечно обнављају структуре како би их спасили од урушавања, открива ново истраживање.
Инсекти пузе горе-доље по тим структурама у феномену који подсећа на водоскок са успореним покретом уназад, рекли су истраживачи.
Откриће нове студије могло би помоћи да доведу до ројева робота који могу користити сопствена тела за формирање сложених 3Д структура, додали су научници.
Изградња сплавова
Ватрени мрави (Соленопсис инвицта) еволуирао у мочварним подручјима Пантанал у Бразилу. Цраиг Товеи, биолог са Џорџијског технолошког института у Атланти, 2011. године и његове колеге открили су начин на који се колоније ових инсеката могу обликовати у сплав, који могу остати на површини месецима.
Ватрени мрави могу користити лепљиве јастучиће на крајевима својих ногу да се повежу једни са другима и формирају сплав у облику палачинке. Студија из 2011. открила је да сваки егзоскелет мрава може да ухвати мјехуриће зрака и постане мало водоодбојан. Ткање колоније заједно доводи до снажнијег хидроизолацијског ефекта који одржава сплав сухим док плута у води.
Ако мрављеви сплави пронађу оптимална места за насељавање, могу формирати куле у облику звона које делују као привремена заклоништа после поплава. Свака од ових структура може се састојати од стотина хиљада мрава и достићи више од 30 мрава; до сада је била мистерија како мрави могу да граде тако високе структуре од сопствених тела а да се притом не уруше, рекли су истраживачи у новој студији.
Потопне куле
Товеи и његове колеге случајно су открили тајну високих грађевина док су експериментирали са колонијама ватрених мрава и окупљених са пута поред Атланте. Истраживачи су открили када смо „случајно оставили да видео камера ради додатних сат времена након што су мрави завршили изградњу свог торња“, рекао је Товеи за Ливе Сциенце.
Да би мраве натерали да граде куле, истраживачи су их поставили у јасне кутије са пластичним шипкама које су се залијепиле с њихових пода. Ови штапови служили су као потпори на којима су мрави могли сами да граде конструкције. У следећим експериментима, куле које су изградили мрави кретали су се у распону од 0,28 до 1,18 инча (7 до 30 милиметара), а изграђене су у року од 17 до 33 минута. Истраживачи су приметили да су такве куле вероватно попримиле облик звона, јер у том облику свака компонента има једнако оптерећење.
С великом брзином, истраживачи су могли да виде како куле непрестано тоне, као мрави у дубини грађевина тунелу даље од гомиле инсеката око њих. Међутим, грађевине се стално обнављају, јер мрави јуре по боковима.
"Највише ме изненадило што мравињак кула непрестано тоне и преуређује се", рекао је Товеи. "Мислио сам да су мрави престали да граде кад је кула довршена. Облик остаје исти - ко би погодио да мрави круже непроменљивом структуром?"
Бесциљна конструкција
Да би потврдили своја открића, истраживачи су помешали благо радиоактивну боју на бази јода у питку воду неких инсеката, а затим ставили колонију у рендген апарат за надгледање кретања мрава. "У стварном времену површински мрави блокирају поглед", рекао је Товеи. "Штавише, потонуће је превише споро да би се открило."
Постављајући провидне листове пластике на мраве, научници су открили да сваки инсект, који у просеку тежи око 1 милиграм, може да подржи око 750 пута већу тежину и живи да исприча причу. Међутим, експерименти су такође сугерисали да се чини да се у кулама сваки мрав осећа најудобније подржавајући до три мрава на леђима - и више једноставно, а они једноставно одустају и одлазе, рекао је Товеи.
Истраживачи су приметили да су ове структуре изграђене без напора или координисаног напора. Уместо тога, сваки мрав је само бесциљно лутао, следећи одређени скуп правила која би му могла помоћи да изгради куле. Рачунални модели које су истраживачи развили могли би тачно предвидјети облике кула и стопе раста, наводи се у студији.
"Да би изградили своју високу, чврсту структуру у облику Еиффеловог торња, мрави изгледа да следе иста једноставна правила понашања која се држе како би изградили плутајући сплав у облику палачинке на води", рекао је Товеи. "Невероватно је да су два обимна облика формирана од групе мрава драматично различита и постижу различите функције, а опет потичу из истог понашања малих димензија."
Сада истраживачи желе да анализирају "мостове које ватрени мрави праве из својих тела како би прешли празнине на терену", рекао је Товеи. "Они су невероватни. Они испред се држе једни друге, спуштају се према доле и на другу страну, и чврсто се приањају за сваки крај. Остали мрави ходају преко моста. Затим, мрави који састављају мост деконструишу га почевши с прве стране, тако да су на крају сви мрави стигли до друге стране. "
Таква би истраживања могла помоћи надахнути стварање ројева робота који би могли изградити сложене структуре од својих тијела, рекао је Товеи.
"Истраживачи роботике имали су успеха у добијању флоте робота како би формирали дводимензионални узорак попут правоугаоника, али нису смислили како да роботе направе стабилну тродимензионалну структуру", рекао је Товеи. "Ово истраживање може показати како то учинити.
"На пример, претпоставимо да шаљемо неколико стотина малих робота кроз мали отвор у срушену зграду да бисмо преживели преживеле или да бисмо истражили непознати терен на Марсу", рекао је Товеи. "Понекад ће роботи морати да раде заједно како би прешли пукотине или се превалили преко стрмих препрека. У другим временима, они би се требали раширити. Ово истраживање нам може помоћи да разумемо како да дизајнирамо њихове појединачне контролере како би заједно могли да обављају различите задатке у различитим ситуацијама. . "
Ипак, можда ће бити тешко створити роботе који могу учинити све што мрави могу, рекао је. "Непрестано бацајте мрава са 6 стопа и неће се повредити. Сто пута баците робота са 6 стопа и сретно", рекао је Товеи.
Научници су своја открића детаљно објавили на мрежи 12. јула у часопису Роиал Социети Опен Сциенце.
