اقتصاد دانش بنیان

چرا مورچه های آتشین  شبیه برج ایفل می شوند؟

حشرات با چسباندن بدن هایشان به یکدیگر ساختارهای ضدآب می سازند

مورچه های آتشین زمانی که با یک مانع بلند در زمان جست و جو برای یافتن غذا یا فرار از خطر مواجه می شوند، به کمک بدن هایشان ساختاری شبیه برج ایفل ایجاد می کنند. یک مطالعه جدید که توسط محققان موسسه فناوری جورجیا صورت گرفته نشان می دهد مورچه ها این ساختارها را بدون هدایت یا تلاش رهبری شده می سازند. هر مورچه بدون هدف خاصی به اطراف حرکت می کند و چرخ می زند اما مجموعه ای از قوانین را رعایت می کند به صورتی که ندانسته سبب ساخته شدن ساختاری برجی شکل می شود که چندین اینچ طول دارد.
دکتر دیوید هو، استاد مهندسی مکانیک موسسه تحقیقاتی جورجیا، می گوید: «اگر برای 30 ثانیه به مورچه بنگرید، شما اصلا تصورش را هم نمی کنید که چنین چیز معجزه آسایی در طول 20 دقیقه ساخته خواهد شد. بدون هیچ هدایت یا برنامه ریزی ویژه ای مورچه ها تنها با کمک آزمون و خطا ساختاری برج مانند می سازند که به بقای آن ها کمک می کند.»
این مطالعه به دنبال پژوهش سال 2014 گروه انجام شد که در آن به ایجاد ساختار قایق مانند به وسیله حشرات پرداخته شد. حشرات با کمک چسباندن بدن هایشان به یکدیگر می توانند ساختارهایی ضدآب شکل دهند که می تواند برای ماه ها شناور بماند. مورچه ها به مسیر خود ادمه می دهند تا به یک فضای باز می رسند، سپس از بدن خود برای ایجاد قایق و گوشه های ساختار قایق مانند کمک می گیرند. آن ها همین  کار را برای شکل دادن به ساختار برجی شکل انجام می دهند؛ به دنبال نقاط خالی می گردند، مثل یک ماشین که به دنبال جای پارک در یک پارکینگ شلوغ می گردد و به محض این  که یک مورچه جای خالی یافت، متوقف می شود و بقیه مورچه ها را برای صعود به قسمت بالاتر در آغوش می کشد.
صعودی عمودی یک واژه نسبی است. مورچه ها مانند یک آسمان خراش خود را به صورت مستقیم به سمت بالا و پایین تنظیم نمی کنند. به جای آن، برج هر چقدر بلندتر می شود، عرض بیشتری می یابد تا در نهایت شبیه برج ایفل شود. وزن برج به وسیله قسمت پایین تحمل می شود تا فشار بین همه قسمت ها تقسیم شده و ساختار نهایی ثبات بیابد.
دکتر کریک توی از استادان مهندسی صنایع و سیستم های دانشگاه جورجیا و از محققان این مطالعه می گوید: «مورچه ها می توانند 750 برابر وزن خود را بدون آسیب تحمل کنند اما بهترین حالت زمانی است که حداکثر سه مورچه روی پشت آن ها قرار گرفته باشد. بیشتر از این سبب می شود تا مورچه ها از آن قسمت خارج شوند و به جای دیگری در ساختار بروند. اگرچه مورچه ها به صورت مساوی وزن خود را به عنوان یک گروه تنظیم می کنند، برج دائما در حال حرکت است. ممکن است ستون ها همزمان با کار مورچه ها اندکی فرو رود، درست مانند آب شدن کره، حرکت مورچه ها چیزی شبیه به فواره ای از شکلات مایع ایجاد می کند که به آرامی حرکت دارد. مورچه ها به آرامی به سمت پایین سر می خورند و از ستون هایی که در قسمت پایه ساختار وجود دارد، خارج می شوند.»
برج در حال غرق شدن یا فرو رفتن تصادفی کشف شد. محققان قصد داشتند فعالیت های مورچه ها را برای دو ساعت فیلم برداری کنند اما دوربین آن ها برای سه ساعت کار کرد. دکتر توی می گوید: «ما انتظار نداشتیم هیچ چیز شگفت انگیزی در آن یک ساعت اضافی ببینیم، بنابراین سرعت آن را بالا بردیم (10 برابر) و از دیدن آنچه تماشا کردیم، شگفت زده شدیم. در سرعت واقعی مورچه ها دیده می شوند که روی سطح برج که به ظاهر مورچه های ساکن هستند حرکت دارند، در سرعت بالاتر سطح برج به صورت مات به نظر می رسد و کل ساختار به سمت پایین حرکت دارد. حالت فرو رفتن برج به قدری کند صورت می گیرد که در زمان واقعی قابل مشاهده نیست.»
پدیده فرورفتن ساختار مورچه ها به وسیله ویدئوگرافی اشعه ایکس ثابت شد. محققان به مورچه ها مقداری ترکیبات رادیواکتیو خوراندند و سپس کلونی را در یک دستگاه اشعه ایکس قرار دادند. سپس دوربین ها ایجاد ساختار برج مانند را ضبط کردند. به کمک دوربین های ویژه مشخص شد که کل ساختار به آرامی فرو می ریزد و سپس دوباره بازسازی می شود. دکتر هو می گوید: «برج مورچه ها مانند پوست آدمی است. برج به صورت دائم سطح خود را می سازد و جایگزین می کند.» این یافته ها برای ساختن ربات ها به کار خواهد رفت. دکتر توی شرح می دهد: «99 درصد گونه هایی که از ابتدای ایجاد حیات روی کره زمین زیسته اند، منقرض شده اند. ما یک تفاوت عمده با بقیه داریم و آن هوشمندیمان است. با مطالعه این ساختارها و با الگوبرداری از آن ها راه برای بهره برداری بهتر از دنیای پیرامون هموار می شود.»

منبع: مجله دانش بنیان