把它想象成数学有点咬：CU Boulder的研究人员发现了统计规则，这些统治规则决定了火蚁(Solenopsis invicta)巨大的殖民地如何形成桥梁，梯子和浮筏。

在一项新的研究中，由CU Boulder的Franck Vernerey领导的团队开始了解构成火蚁的自组装结构的工程原理 - 每个昆虫包含数百到数千只昆虫或更多。具体来说，研究人员想要阐明这些结构如何变得如此灵活，在几秒钟内改变它们的形状和一致性。为此，他们使用统计力学来计算蚁群对外界压力的反应方式，根据关键阈值改变它们如何挂在邻居身上。研究结果可能有助于研究人员了解自然界中的其他“动态网络”，包括人体细胞，机械工程系副教授Vernerey说。Vernerey说，这样的网络“是人体可以自愈的原因”。“它们就是我们成长的原因。所有这一切都是因为我们是用相互作用的材料制成的，可以随着时间的推移改变它们的形状。”

这项研究于上周发表在英国皇家学会界面杂志上，也可以帮助工程师设计出能够无缝协同工作的新型智能聚合物和蜂拥机器人。火蚂蚁是“生物灵感”，CU Boulder机械工程研究生，新研究的合着者Shankar Lalitha Sridhar说。目标是“通过弄清楚规则来模仿他们的行为。”该团队首先利用佐治亚理工大学的实验结果，展示了蚁群如何通过快节奏的舞蹈保持其灵活性。这些实验表明，个体蚂蚁使用脚上的粘性垫挂在它们旁边的昆虫上。但他们也不会保持不动：在一个典型的殖民地，那些蚂蚁可能会改变他们的脚位，每0.7秒抓住一个不同的邻居。

来自CU Boulder的研究人员随后转向数学模拟来计算蚁群如何管理内部cha-cha。他们发现，当蚁群上的力量或剪切力增加时，昆虫会加速它们的速度。如果单个蚂蚁腿上的力量超过其体重的8倍，则昆虫将通过在其邻居之间切换两倍的速度进行补偿。“如果你开始增加你的剪切速度，那么你将开始伸展他们的腿，”Vernerey说。“他们的反应是，'哦，我们在这里被拉伸，所以让我们换掉我们的离职率。'”

但是，如果你不断增加蚂蚁的力量，它们就再也无法跟上了。当这种情况发生时，蚂蚁将停止放弃他们的邻居，而是坚持亲爱的生活。“现在，他们会非常紧张，他们会表现得像个坚实的人，”Vernerey说。“那么在某些时候你就会打破它们。”研究人员解释说，他们只是触及了火蚁群的数学表面。但他们的计算足够普遍，研究人员已经可以开始使用它们来探索新动态网络的设计，包括将药物直接输送到细胞的分子机器。