“随着团队规模的扩大,每只蚂蚁的拉力几乎翻倍——它们实际上在群体变大时能更好地协同工作,”论文第一作者、麦考瑞大学的玛德琳·斯图尔德森表示。
人类团队中这一长期存在的问题首次由法国工程师马克西姆·林格尔曼于1913年发表,他测量了学生拉绳时的力量,发现虽然总拉力随人数增加而上升,但每个人的贡献实际下降了。
研究表明,编织蚁形成了超高效团队:个体贡献值随团队规模扩大而增长,这颠覆了影响人类团队的效率递减现象。
这些栖息在树上的微小蚂蚁(翡翠蚁 Oecophylla smaragdina)分布于热带非洲、亚洲和澳大利亚,以其筑巢行为闻名——它们会组成活体链条卷曲树叶,并用幼虫分泌的丝线粘合叶片。
斯图尔德森与麦考瑞大学自然科学学院的行为生态学家克里斯·里德博士率领国际团队,测量了不同规模蚁群在筑巢时所能施加的力量。
研究人员通过实验诱导编织蚁群落形成拉力链条,拉动连接测力计的人造树叶。
“蚂蚁将工作分为两种角色:部分主动拉拽,其他则充当锚点储存拉力,”斯图尔德森解释道。
蚁群协作机制解密
共同第一作者、康斯坦茨大学的达尼埃莱·卡雷索博士提出"力棘轮"理论解释该机制。
“链条后端的蚂蚁伸展身体抵抗并储存拉力,而前端的蚂蚁持续主动拉拽,”卡雷索博士阐述道。
论文合著者、伦敦帝国理工学院的大卫·拉邦特博士指出,该团队发现这种方法是团队规模扩大时提升个体贡献的关键。
“更长的蚁链比单只蚂蚁具有更强地面抓附力,因此能更好抵抗树叶回弹的力量,”他补充道。
里德博士表示该发现或助力设计更优机器人团队。当前机器人在团队协作时仅能输出与单体工作时相同的力。
“通过编程使机器人采用蚂蚁启发的协作策略,可使自主机器人团队更高效地协同工作,”里德博士强调。
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Journal Reference:
Madelyne Stewardson, Daniele Carlesso, David Labonte, Chris R. Reid.Superefficient teamwork in weaver ants.Current Biology, 2025; DOI:10.1016/j.cub.2025.07.038
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