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机器人完美模拟真实蚂蚁 下意识选择最优化路径

http://www.kexue.com 2013-04-02 09:55:52 腾讯科学  发表评论

蚂蚁机器人可模拟真实蚂蚁选择最优化路径
科学家设计的蚂蚁机器人——“爱丽丝”,能够沿着光线尾迹作为“信息素”在迷宫中选择正确的路径

  据国外媒体报道,目前,科学家研制一种蚂蚁机器人模拟真实蚂蚁的运动路径,证实蚂蚁在道路选择方面浪费很少的精力,当它们抵达三岔路口时能够做出准确的心智判断,从几何学角度选择最佳行进路径。

  美国新泽西理工学院生物学家西蒙-卡尼尔说:“它们的网络路径外形能够缓解蚂蚁的认知负荷,它们不需要纠结于路径选择,蚂蚁的网络路径外形将确保它们的移动更加有效。”这项发现意味着理解蚂蚁的生物学特征,将有助于更好地实现人类设计运输网络,达到最佳信息传递、货物运输和人员流动。

  卡尼尔和同事花费了多年时间研究了蚂蚁的活动性,例如:它们如何建立了一个复杂的网络有效地连接巢穴和食物。这份科学研究报告记录了蚂蚁使用一种叫做“信息素”的化学标记物质来标示它们的路径,然而并不清楚当蚂蚁抵达已建网络路径的岔路口时它们大脑组织的工作状况,需要花费大量时间来测量角度和衡量路径选择?或者是跟着直觉行进?

  卡尼尔解释称,我们设计了一款蚂蚁机器人模拟真实蚂蚁的“探查行为”,这种行为可以避免它们在巢穴周围转圈,建立了一个信息素标记的路径。这款机器人叫做“爱丽丝”,能够释放光线形式的信息素,协调相机和投影仪照亮每个机器人路径的尾迹,引外,每个机器人还装置了两个光线传感器,能够模拟蚂蚁触角确保跟随已建立的路径。

  实验表明这些蚂蚁机器人在类似信息素的光线尾迹协助下,能够很快地发现并建立最快的迷宫路径,它们能够在道路岔口不假思索地做出选择。这项研究报告发表在近日出版的《科学公共图书馆计算生物学》期刊上。

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