交通堵塞?研究揭示蚂蚁畅通交通的秘密

Ants, with their highly organized social behavior, have long inspired research. In particular, they have often inspired simple solutions to complex problems and, today, they could help us solve one of the most pressing challenges in today's urban environ

蚂蚁以其高度组织化的社会行为,长期以来一直激发着研究。特别是,它们经常激发复杂问题的简单解决方案,如今,它们可以帮助我们解决当今城市环境中最紧迫的挑战之一,即城市环境中的交通

特伦托大学的两位教授深入研究了蚂蚁的行为,以了解这些昆虫是如何在不间断的情况下有序移动的,即使数量很大。他们的发现被收集在一篇刚刚发表在《交通研究跨学科视角》上的文章中

该算法重建的蚂蚁轨迹。来源:特伦托大学

“蚂蚁是少数能够处理双向交通流的物种之一,就像我们的道路一样,但它们可以无缝移动而不会拥堵,”土木、环境和机械工程系专门研究公路和铁路基础设施的教授Marco Guerrieri解释道,他与特伦托大学固体和结构力学教授以及伦敦玛丽女王大学材料科学教授Nicola Pugno共同完成了这项研究

通过观察一条30厘米长的蚂蚁足迹(相当于每只蚂蚁体长的100倍),并用深度学习算法分析视频片段,研究人员追踪了单个蚂蚁的运动,绘制了它们的轨迹、速度、流量和密度

Guerrieri指出:“蚂蚁会沿着领头蚂蚁标记的信息素轨迹移动,排成一排,间隔很小,不能超车。”

这种策略可以使人类的行动更加高效。Guerrieri说:“未来,自动驾驶汽车(CAV)的交通系统可能会受到蚂蚁行为的启发。就像昆虫通过信息素进行交流一样,在智能道路上,互联和自动驾驶汽车可以使用先进的通信技术相互通信,并与道路基础设施管理进行通信。通过这种方式,它们可以形成协调的排,在平行车道上以紧密的间距高速行驶。这种方法可以提高交通效率,提高服务水平,减少气体排放。”