研究稱螞蟻的定位導(dǎo)航能力或能啟發(fā)機器人及自動車的設(shè)計

　　螞蟻在大多數(shù)人心目中以勤奮及團(tuán)隊合作著名，日前研究發(fā)現(xiàn)螞蟻驚人之處可不只是這樣，它們的定位導(dǎo)航能力遠(yuǎn)比人們想像的還更復(fù)雜，小小一只螞蟻所具備的識路能力比我們以為的還要強?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)不管螞蟻面朝哪個方向，都能處理分析所在方位并成功導(dǎo)航。

　　參與這項研究的科學(xué)家來自世界各地，其中包含了來自英國愛丁堡大學(xué)，研究西班牙塞維爾(Sevilla)一群沙漠螞蟻在搬運不同大小的食物時如何決定路線的研究團(tuán)隊。參與這項研究的 Antoine Wystrach 博士表示，他們發(fā)現(xiàn)螞蟻的定向能力受身體方向影響不大，就算改變它們當(dāng)下的身體方向也不影響保持行進(jìn)方向的能力。

　　數(shù)量龐大的螞蟻以社會化的組織型態(tài)共同居住在群落中，彼此之間的分工及溝通一直是科學(xué)家們感興趣的問題。但其實不需要放眼整個螞蟻社會結(jié)構(gòu)，單獨一只小小的螞蟻就非常值得研究。蟻巢中的工蟻負(fù)責(zé)找到食物，并將食物帶回蟻巢儲存，因此常需要將食物從距離蟻巢很遠(yuǎn)的地方拖回來。

　　科學(xué)家在先前就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)螞蟻能夠利用太陽位置及對周遭的視覺記憶定位回家的路線，但先前認(rèn)為這兩種方式是獨立的行為，且螞蟻需要面向行進(jìn)方向來進(jìn)行定位。但事實上螞蟻在搬運較重的食物時會以倒退方式前進(jìn)，而最新研究結(jié)果顯示，螞蟻倒退時需要不時往回看以確認(rèn)周遭環(huán)境，然后再運用所見資訊根據(jù)太陽位置決定路線。研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)借由這樣的方式，昆蟲不管面對哪個方向都能夠維持自己的回巢路線不至于偏離。

　　由于當(dāng)螞蟻在搬運體積較小的食物時，它們是背著食物面對行進(jìn)方向，但在搬運較大較重的食物時，它們就會轉(zhuǎn)而拖著食物并以倒退方式前進(jìn)。研究團(tuán)隊在螞蟻回巢的路線中設(shè)置凹陷障礙以制造單一路線的行進(jìn)方向，再分別讓螞蟻搬運大片及小片餅干，接著觀察螞蟻如何找到回家的路。研究結(jié)果顯示，當(dāng)研究人員以鏡子誤導(dǎo)螞蟻對太陽位置的判斷，螞蟻就會因此脫離正確的路線。

　　用太陽位置判斷方向

　　在先前的研究中，科學(xué)家認(rèn)為螞蟻在向前行進(jìn)時，會將當(dāng)下所看到的景象與視覺記憶互相對照以找到正確的路?，F(xiàn)在該研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，當(dāng)螞蟻改以倒退方式前進(jìn)時，它們會以太陽的位置做為判斷方向的依據(jù)。螞蟻在倒退前進(jìn)時，為了要確保自己方向正確，會在一定的時間內(nèi)固定放下攜帶的貨物，轉(zhuǎn)向面對行進(jìn)方向確認(rèn)路線。在它們轉(zhuǎn)成正向時，就能觀察周遭環(huán)境以和先前記憶比對，并在迷路時重新調(diào)整方向。

　　這樣的研究結(jié)果顯示，螞蟻能夠處理外在環(huán)境空間與空間之間的相互關(guān)系，而非只能理解自身與當(dāng)下所處空間的相互關(guān)系。螞蟻的體型非常小，但頭腦卻意外復(fù)雜，它們對方位的掌握程度比人類想像還要復(fù)雜得多，在它們小小的腦中能夠?qū)⒉煌问降馁Y訊組合成完整的判斷依據(jù)，并依此做出行為表現(xiàn)。這樣的信息傳遞現(xiàn)象也就顯示螞蟻腦中不同形式的信息能夠在不同腦區(qū)協(xié)同作用。研究團(tuán)隊也表示，他們之后的研究方向可能朝向解開螞蟻腦部不同區(qū)塊間的配合及相互作用，了解昆蟲如何結(jié)合不同的導(dǎo)航方式。

　　這項研究與來自英國林肯大學(xué)、澳洲國立大學(xué)以及法國國家科學(xué)研究中心(CNRS)的科學(xué)家共同合作，研究成果日前已發(fā)布于科學(xué)期刊《Current Biology》。這些在螞蟻身上發(fā)現(xiàn)的既有彈性又強固的導(dǎo)航方式，啟發(fā)了新電腦運算法則的研發(fā)，能一步一步導(dǎo)引機器人操作。

　　愛丁堡大學(xué)資訊學(xué)院教授 Barbara Webb 表示，螞蟻的腦雖然只有針頭那么大，但卻可以在許多困難的條件下成功找到正確路線，就連倒退走也不是問題，它們的導(dǎo)航方式就像一臺自動駕駛汽車。

　　研究螞蟻定位導(dǎo)航的行為模式能夠增進(jìn)我們對腦功能的了解，并且啟發(fā)我們以類似原理建構(gòu)機器人內(nèi)部系統(tǒng)。而科學(xué)家已經(jīng)能夠模擬螞蟻腦內(nèi)的神經(jīng)回路，或許能夠在未來幫助機器人，在森林之類的自然環(huán)境中也能定位導(dǎo)航。