摘要：意大利特伦托大学的研究人员通过研究蚂蚁的行为，揭示了这些昆虫如何在群体中高效导航而不会出现“走走停停”的情况。相关研究成果已发表在《交通研究跨学科视角》（Transportation Research Interdisciplinary Perspective

IT之家 1 月 20 日消息，意大利特伦托大学的研究人员通过研究蚂蚁的行为，揭示了这些昆虫如何在群体中高效导航而不会出现“走走停停”的情况。相关研究成果已发表在《交通研究跨学科视角》（Transportation Research Interdisciplinary Perspectives）上。

该研究由道路与铁路基础设施专家马尔科・盖里埃里（Marco Guerrieri）教授和固体与结构力学教授尼古拉・普尼奥（Nicola Pugno）共同完成。研究团队利用深度学习技术追踪蚂蚁的行为，发现蚂蚁在移动过程中形成的路径网络与高速公路上的车辆交通有相似之处。

研究人员通过分析一段 30 厘米长的蚂蚁路径（相当于每只蚂蚁体长的 100 倍），并使用深度学习算法追踪视频中的蚂蚁运动，绘制了蚂蚁的轨迹、速度、流量和密度。结果显示，蚂蚁通过形成队列、保持稳定速度以及“禁止超车”等策略，即使在高密度情况下也能避免拥堵。

盖里埃里教授指出，蚂蚁是少数能够管理双向交通流的物种之一，这与人类的道路系统类似，但它们能够实现无缝导航而不会出现拥堵。蚂蚁会跟随由领头蚂蚁标记的信息素路径，以小队形式移动，保持较小的间距且不超车。研究人员在论文中强调：“从蚂蚁在信息素路径上行走，到车辆在高速公路车道上行驶，所有集体系统面临的主要挑战是如何在拥挤环境中避免高密度情况下的拥堵。”

研究进一步表明，蚂蚁通过简单的自组织规则解决复杂的交通问题，这些规则并非像传统交通那样由外部强加，而是通过蚂蚁之间的直接接触或化学信号自然形成。这使得蚂蚁的行为比传统道路上的车辆更具协作性。

该研究做出了几个关键贡献。首先，其推导了蚂蚁群体中的微观交通变量，并分析了蚂蚁用于预防拥堵的集体策略。基于这些发现，研究提出了受蚂蚁行为启发的交通调控策略。

盖里埃里教授认为，未来的自动驾驶车辆（CAVs）交通系统可以借鉴蚂蚁的行为。正如蚂蚁通过信息素进行交流一样，自动驾驶车辆可以利用先进的通信技术与彼此及道路基础设施互动，形成协调的队列。这将使车辆能够在平行车道上以高速度和紧密间距行驶，从而提高交通效率、服务水平，并减少尾气排放。

然而IT之家注意到，该研究也存在局限性。首先，该研究的数据收集仅针对一种蚂蚁物种，因此无法将结果推广到所有蚂蚁物种。其次，分析基于一段没有弯道、交叉口或蚂蚁流冲突区域的单一路径。最后，由于自动驾驶车辆是新兴技术，目前尚无来自实际交通和高速公路应用的实证数据支持研究结果。

来源：IT之家