德科学家:人类可仿效蚂蚁解决交通拥堵难题

2008.11.09

行进中的蚂蚁大军

每座现代化城市面对的一大难题就是交通拥堵。如何有效解决这一问题令各国科学家费尽心思。德国科学家６日在英国《新科学家》周刊上发表文章说，人类或许可以从蚂蚁身上学习疏导交通的策略。　

聪明蚂蚁

德国德累斯顿理工大学教授、群体智能专家迪尔
克·赫尔冰说，如何依照分散个体意识来合理分配有限资源，这是众多网络体系必须面对的未解之题。“这对公路交通及互联网信道都是个富于挑战性的难题”。

为了更好解决交通拥堵问题，赫尔冰和同事展开广泛研究。他们注意到一个有趣现象：在觅食过程中，成百上千只蚂蚁在蚁穴和食物所在处之间来来往往，最终都能够在相对最短时间内得到食物，却从来不会有拥堵现象出现。

赫尔冰介绍说，蚂蚁有２５万个脑细胞，在所有昆虫中最多，是最“聪明”的昆虫。研究小组成员认为，蚂蚁在解决拥堵问题方面远胜于人类。它们的“交通”机制使整个蚁穴体系有序、高效运转。　

拥堵实验

为研究蚂蚁解决交通拥堵的秘诀，赫尔冰和同事设计了一个实验。他们造出“蚂蚁高速路”，在蚁穴和糖浆之间有两条宽度不同的路径。实验开始后，较窄那条路很快就显现出拥堵迹象。

但在这时，一只从糖浆处取食返回的蚂蚁在蚁穴洞口遇到另一只正要出发的蚂蚁，返回的蚂蚁便将要出发的蚂蚁“推”到了另一条路上。如果这只返回的蚂蚁不管闲事只顾自己赶路，它肯定能更早回到蚁穴。

然而，正是由于这些蚂蚁的“好心”，那条较窄的路因为部分后来蚂蚁取道另一边，反而没有发生拥堵，蚁群整体效率因此没有受到影响。

借助蚂蚁交通模式，研究人员在电脑上做了一个更为复杂的模拟实验，设计了多条长度不同的路径。这次蚂蚁仍然能够快速、高效到达食物所在处。

提前交流

研究人员发现，避免道路拥堵是基于蚂蚁之间的交流。在一条路有可能出现拥堵时，返回的蚂蚁就向迎面过来的同伴发出信息素，告诉对方前面交通状况不好，让它选择另一条路。

尽管走另一条路有可能路程远些，但由于避免了可能出现的拥堵，实际效率反而提高。避走近路换行远道实际上成为最优选择。

这种在胶着与松散中寻求平衡的方法属于非线性科学研究范畴。令人惊奇的是，这种方法在自然界中会自然出现。

赫尔冰从中得出结论，人类可以采取相同方法减少车辆拥塞现象。他认为可以让司机之间展开交流。

他的计划是让在一个方向上驾驶的司机向另一方向上的司机提供信息，告诉对方自己刚刚路过而对方正要去往的前方路况如何，是否有拥堵迹象。如果认为有必要，对方可以及时绕道避免遭遇拥堵。

蚂蚁交通拥堵

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