神奇的黏菌:无大脑却能走迷宫、当导航,还能解决城市规划问题

   日期:2024-07-25     来源:网络整理    作者:二手钢材网    浏览:204    评论:0    
核心提示:能解决城市规划问题又是怎么回事呢?要知道,人类工程师可是花了一百年才得出这个最佳路线规划,而黏菌只用两天时间就做到了。黏菌是怎么在没有大脑的情况下做到这些事的?不知道城市的规划师们该开心还是着急呢?

人类大脑计划__人类大脑研究最新成果

黏菌是一种单细胞原生生物,形状和颜色各异。它是人类发现的第一种无需大脑就能做出决定的生物。在地球上长期生存的过程中,黏菌进化出了一种特殊的生存策略,我们将通过迷宫实验来了解它。

人类大脑研究最新成果__人类大脑计划

在迷宫的入口和出口各放两片燕麦片,黏菌会先散开覆盖迷宫内所有通道,然后逐渐萎缩并放弃无用路线。只需要一个多小时就能找到从入口到出口的最短路线,比经常迷路的小编要好多了。

人类大脑研究最新成果_人类大脑计划_

它如何解决城市规划问题?日本北海道大学进行了一项有趣的实验。研究人员利用黏菌的避光特性,用光点模拟关东地区的地形。然后,将燕麦片放在一个 A4 纸大小的容器中,用最大的燕麦片块模拟东京市中心,黏菌就放在这个位置,而其他小燕麦片块则代表其他小车站。

_人类大脑计划_人类大脑研究最新成果

人类大脑计划_人类大脑研究最新成果_

两天后,黏菌将燕麦块连在一起,神奇的事情发生了:它绘制的线路图和今天的东京地铁线路图一模一样。人类工程师花了一百年的时间才想出这个最优线路方案,而黏菌只用了两天就做到了。

_人类大脑计划_人类大脑研究最新成果

人类大脑研究最新成果__人类大脑计划

黏菌没有大脑,是如何做到这一切的?原来,在扩张和觅食的过程中,它们形成了一个微型网络。距离越远,它们消耗的养分就越多,于是黏菌的流动速度就下降,流动直径逐渐变小甚至消失;反之,距离越短,消耗的能量就越少,流动直径就不断增大。最终,网格只保留了最短距离路径,呈现出我们看到的样子。

人类大脑计划__人类大脑研究最新成果

上述实验和理论均来自美国杂志《科学》上的一篇论文。文章最后,研究人员指出,黏菌网络会权衡交通网络的成本、效率和弹性,不断自我优化,获得最佳路径。这种网络构建能力堪比实际的铁路网络设计,甚至更胜一筹,对未来城市规划有很大的参考意义。

不知道城市规划者们是该高兴还是该焦虑呢?

 
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