在人造環境中爬行的螞蟻。圖/法新社
螞蟻很有方向感。圖/法新社
編譯/潘楠慕
螞蟻天生有優異的方向感,向來是科學研究集體行為的熱門對象。近期發表的一份研究,揭露大批蟻群移動,依然能夠順暢行進,不會「塞車」的奧祕。這種生物特性,或許能啟發人類解決都市交通壅塞和自駕車技術。
螞蟻移動時,後面的螞蟻跟著帶頭螞蟻留下的費洛蒙氣味,形成緊密但有間隔的隊形,類似人類公路上車流。專長研究鐵公路基礎設施的義大利特倫托大學土木工程系副教授格里耶里(Marco Guerrieri),以及結構力學教授普諾(Nicola Pugno)合作的這份研究,利用深度學習演算法,分析行進中的蟻群,精確追蹤每隻螞蟻移動軌跡、速度、流量及密度。這批螞蟻隊伍長約30公分,相當於其體長的100倍。
這份在《交通研究跨領域視角》(Transportation Research Interdisciplinary Perspectives)期刊發表的研究報告指出,螞蟻行進中自發形成的「車隊」,會保持穩定速度行進,全程不會有「超車」行為,即使在高密度群體中,也能避免打結、堵塞。
格里耶里表示,螞蟻是少數能夠有效管理雙向移動流量的物種,但是牠們卻能順暢通行,靠的是個體之間,透過直接接觸或化學訊號溝通,「自我組織」的一套規則,這一點使得螞蟻的交通行為,比人類的駕駛行為更具協作性。
這套簡單卻高效的集體策略,正是人類交通系統可借鏡之處。研究團隊認為,未來具備車輛間溝通功能的即聯網自駕車(CAV)系統,可利用先進通訊技術,在車與車、車與道路基礎設施之間自主協調,讓車輛維持高速、但是更短的安全距離行駛,提升運輸效率,也降低廢氣排放量。