Yeraltı Karınca Şehirlerinin Karmaşık Mühendisliği

Bir karınca yuvasına bakın ve sadece bir toprak yığını göreceksiniz. Ama biraz daha derine inin ve bir yeraltı karınca şehrinin mimari ve mühendislik harikalarını keşfedeceksiniz.

Bu yeraltı ağları milyonlarca karıncayı barındırabilir, 25 fit (7,6 metre) kadar derine inebilir ve onlarca yıl sürebilir. Bu nedenle, Caltech’teki bilim adamlarının yalnızca karıncaların yaşamlarını daha iyi anlamak için değil, aynı zamanda bu küçük böceklerden bir veya iki beceri öğrenip öğrenemeyeceğimizi ve yeraltı kazma yeteneklerimizi geliştirip geliştiremeyeceğimizi görmek için karıncaların yapı davranışlarını incelemeye karar vermeleri pek şaşırtıcı değil. madencilik, metro veya yeraltı çiftçiliği için faydalı olabilir. Çalışma PNAS dergisinde yayınlandı.

Karıncaların yeraltı yuvalarını nasıl inşa ettiğine bir bakış

Caltech’te inşaat ve makine mühendisliği profesörü George W. Housner olan Jose Andrade liderliğindeki Caltech ekibi, yapılarını nasıl inşa etmeye karar verdiklerini anlamak için karıncaların davranışlarını yakından gözlemledi .

Caltech’te biyoloji ve biyoloji mühendisliği yardımcı doçenti Joe Parker’dan ekiplerine katılmasını isteyen bilim adamları, karıncaları kültürlediler ve onları bir X-ray görüntüleyiciye koyabilmeleri için toprakla dolu küçük kaplara koydular.

Ekip, karıncaların bardaklarda oluşturdukları iç tünellerin 3 boyutlu taramalarını oluşturmayı ve ilerlemelerinin simülasyonlarını oluşturmayı başardı. Bunu yaparken Andrade ve ekibi, karıncaların birkaç kalıp izlediğini fark etti:

1. Verimliydiler: Tünellerini bardakların kenarları boyunca ve mümkün olduğu kadar düz bir şekilde kazdılar, ekstra işi en aza indirdiler.

Andrade’nin dediği gibi “Bu mantıklı çünkü iki nokta arasındaki en kısa yol düz bir çizgidir. Kutunun kenarlarından yararlanmaları, karıncaların yaptıkları işte çok verimli olduklarını gösterir.”

2. Tünellerini mümkün olduğu kadar dik, dikliği aşmadan, fizik kurallarına tam olarak uyarak kazdılar – aksi takdirde tüneller çökecek ve karıncalar ölecekti.

Ve ekibin yaptığı üçüncü ve son keşif, yeraltı kazma teknikleriyle insanlara hizmet edebilecek bir şeydi:

3. Toprak tanelerini kaldırırken tüneldeki kuvvet zincirlerini doğal olarak yeniden düzenlerler.

Bu, çalıştıkça kendi etraflarında küçük kozalar oluşturarak tünelin mevcut duvarlarını güçlendiren ve tünelin karıncaların çalıştığı bölümdeki taneciklerin üzerindeki basıncı azaltarak karıncaların güvenli bir şekilde ilerlemesini kolaylaştıran küçük kozalar oluşturdukları anlamına gelir. onları kaldır.

Parker, “Karıncaların onlarca yıldır devam eden bu yapıları nasıl inşa ettiği hem mühendislikte hem de karınca ekolojisinde bir gizemdi” dedi. “Gözlemlediğimiz bu desendeki tanecikleri kaldırarak, karıncaların kazdıkça bu çevresel kuvvet zincirlerinden yararlandıkları ortaya çıktı.”

Bu çalışmanın en büyüleyici keşiflerinden biri, karıncaların çalışma yöntemlerinin farkında bile görünmüyor olmaları, bu onlara doğal geliyor. Umut, gelecekte robotik karıncaların insanlar için tüneller inşa edebilmesidir