Ohniví mravenci jsou zvyklí na povodně a jsou schopní se navzájem spojit do látky, která má vlastnosti jak pevné látky, tak kapaliny. Vědci v Georgijském technickém institutu tyto vlastnosti zkoumají ve snaze vyvinou roboty s podobnými vlastnostmi.
Tento hnědý a lepkavý materiál
vypadá jako bláto, ale je naživu
a tvoří ho ohniví mravenci. Solenopsis invicta,
latinsky neporažený. Tito ohniví mravenci právě přežili
vážné ohrožení své kolonie. Jejich mraveniště bylo v kbelíku,
který se pomalu plnil vodou. Ale přežili, a to ze stejného důvodu,
proč je na toto místo přinesli. Tohle není zoologická laboratoř
nebo ekologická studie, tohle je fakulta inženýrství
na Georgijském technologickém institutu.
Mou první otázkou je, proč jsou ohniví mravenci
zajímaví pro skupinu inženýrů. Ohniví mravenci
jsou jedním z mála druhů hmyzu, který svými těly
umí tvořit velké struktury. Dosahují toho tak,
že spojí svá těla. Ohniví mravenci tedy nejsou jen zvířata,
ale můžete je vnímat jako materiál, který jde testovat jako tkaninu či gel. A toto chování lze vysledovat
v jejich evoluční historii.
Ohniví mravenci mají původ
v údolních nivách Jižní Ameriky, kde jsou v období dešťů pravidelně
zaplaveny jejich podzemní domovy. Mravenci spojení s královnou
mají vyšší šanci na rozmnožení, takže jsou v podstatě
mistry v držení rukou a plování, než najdou nový domov. Ve 30. či 40. letech 20. století
se mravenci lodní dopravou dostali do USA a rozšířili se
po jihu Spojených států. Představitelé Alabamy varují před něčím,
co pro mě představuje noční můru.
Je to hromádka ohnivých mravenců, kteří jsou spojení za účelem přežití. Tento invazivní druh můžete potkat
u silnic a měst jako Atlanta, snadno dostupné pro vědce
z Georgijského institutu, kteří s kolonií ohnivých mravenců zkusili vše, co si umíte
představit pod pojmem věda. Krmili jsme je radioaktivním jódem,
mrazili je tekutým dusíkem, gumičkami jsme je spojovali k sobě a pak jsme je natírali zlatem,
ale to je normálka.
Vytvořili matematické modely
popisující chování mravenců. A mravenčí koule charakterizovali
jako viskoelastický materiál, což znamená, že mají vlastnosti
kapaliny i pevné látky. Jejich pevnost představuje elasticita,
takže podobně jako s pružinou, když je zmáčknete,
tak vám vrátí energii. Pod tlakem se ale chovají
jako viskózní tekutina. Rozdělují se a znovu se spojují,
aby rozptýlili energii, podobně jako pomalu tekoucí tekutina.
Tak v podstatě fungují tekutiny. V celém svém objemu
mají velmi slabé vazby. Jako vodíkové vazby u vody. Tyto vazby lze snadno
porušit a zase obnovit. Lze to pozorovat,
když je hodíte do vody. Do několika minut se rozptýlí
jako kapka barvy. Při studii věží,
které mravenci vytvářejí po povodních, Huův tým zjistil,
že mravenci se rozdělí, když tlak na ně překračuje
dvoj- až trojnásobek váhy mravence.
V tu chvíli se změní
z pevné látky na kapalinu. Vědci neví, proč mravenci věže staví,
ale možná to souvisí s tím, že spojení mravenci lépe odpuzují vodu.
Díky tomu při povodních plovou. Spojí svá těla tak důkladně,
že v podstatě vytvoří tkaninu. Vodotěsnou látku. Takže bublinky vzduchu
nemohou jen tak uniknout.
Mravenci se neutopí,
protože z těchto bublin získávají vzduch. Na rojích hmyzu je úžasné,
že kolonii nevede žádný vůdce. A tato decentralizovaná
kolektivní aktivita může být předobrazem
pro technologie budoucnosti. Modulární robotika je snem robotiků. Pořád na tom pracují.
Mravenci měli několik milionů let. A robotika jen asi 40. Doufám, že roboti, kteří se budou
chovat jako pevná látka i kapalina, povedou k tomu, že se o robotiku
bude zajímat více lidí.
XardassPublikováno: 7 let
