為了應對洪水和穿越溪流，火蟻會團結在一起——字面上——連線起來形成筏和橋樑，這是一種社會合作和生物物理學的壯舉。現在，工程師們對螞蟻的建築技術進行了深入研究，為機器人設計師和材料科學家提供了新的方法。
為了瞭解螞蟻結構的特性，亞特蘭大佐治亞理工學院的機械工程師大衛·胡試圖觀察的不僅僅是螞蟻團的表面，而是下面的結構和關節。
首先，胡和他的團隊收集了螞蟻群落——將它們連同泥土一起鏟進桶裡。將螞蟻從泥土中分離出來後，他們將大約100只螞蟻放入一個杯子中並旋轉，使螞蟻形成一個球（不需要水——它們像麵糰一樣聚集在一起）。然後，研究人員用液氮冷凍球體，以便他們可以在微型計算機斷層掃描器中對其進行檢查，從而得出 3D 影像。
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但是掃描器的熱量將球融化成一堆死螞蟻。在經過數月的技術實驗以保持其完整性之後，現任密歇根大學的首席作者保羅·福斯特在一個意想不到的地方找到了靈感：快克可卡因——具體來說，是在一種吸入藥物的汽化方法中。“我們做了同樣的過程——不是用快克，而是用膠水，”胡說，並補充說，作者決定不在他們的論文中稱其為“快克管方法”。研究人員在火焰上用鋁鍋加熱膠水，冷凍的螞蟻球懸掛在上面的網格上。膠水蒸氣上升並輕輕地覆蓋螞蟻。
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胡和他的團隊發現，螞蟻用腿上的粘合墊抓住彼此，伸展開來形成氣穴。它們也傾向於彼此垂直排列，分散它們的重量並建立一個輕盈的、具有浮力的結構。這種形成似乎利用了螞蟻的不同大小，較小的螞蟻整齊地插入較大的螞蟻之間，以增加更多的連線。每隻螞蟻平均與同伴螞蟻有 14 個連線。這項研究今天發表在《實驗生物學雜誌》上。
在馬薩諸塞州劍橋市哈佛大學建立生物啟發機器人的拉迪卡·納格帕爾說，胡的螞蟻可以為模組化機器人提供很好的模型。“這項工作有很多有趣的結果，”她說。“想象一下，在災難響應期間需要構建屏障或修補漏洞的機器人。”
她指出，設計師們並沒有建造一個完美的機器人，而是越來越多地探索構建“一群簡單的機器人，它們利用自己的身體以及它們之間的連線來構建新的結構”。大多數這方面的專案都使用了具有精確連線的幾何機器人。但螞蟻並沒有建立一個完美的晶格，這表明了一種更馬虎、更有機的方法，其中機器人形狀是多樣且不規則的，並且它們之間的連線是不精確的，納格帕爾說。胡認為，螞蟻結構的特性不僅可以為機器人群的設計提供資訊，還可以為響應溫度、光或其他變數而自行組裝的“智慧”材料的設計提供資訊。
胡正在努力將更大的螞蟻結構（可以識別為橋樑、木筏和其他形式）放入更大的掃描器中，以開始詳細描述不同功能形狀的特性。胡說，一旦它們被冷凍並塗上膠水，它們將永遠儲存下去。“有一天，”他開玩笑說，“我們將有一個微型螞蟻結構博物館。”