@ 2010.02.01 , 10:46

生物科学前沿:粘液菌启发的交通网模型

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如果你打算设计一个地铁交通网,记得参考一下粘液菌。研究者们最近的一项实验表明将粘液菌在标有各城市兴趣点的地图上培养,它们的发展趋势最后和东京现有的地铁路网相像(东京地铁之发达是共识的)。针对这一实验成果,未来的工程师们在进行路网设计的时候不是不可以参考一下粘液菌的生长模型

1月22日的《科学》杂志上刊登了一篇由日本和英国牛津大学的科学家发表的一篇文章(摘要),研究者们发现Physarum polycephalum(多头绒泡菌)这种凝胶性的粘液菌可能有助于人们改进现有的技术系统。

早在2000年时,日本北海道大学的数学生物学家 Toshiyuki Nakagaki 和他的团队们就曾进行过一项实验,他们发现多头绒泡菌能在两个食物源的迷宫中间找到最短路径,这位研究者也因此获得当年的搞笑诺贝尔奖

在现实中,设计出一套高效完美的路网是相当困难的,因为这一项工作需要权衡的利益太多。如果将路网设计成最短路径连接各个节点,这就要求旅行者们必须通过这些‘最短’的路径到达自己的目的地,而有时候由于路网的不发达,人们可能需要迂回好几次;相反如果将各个节点以最饱满的方式全部连接起来,路径方式是由很多选择,但成本太高

在实验当中,研究者们将粘液菌们最喜欢的食物——燕麦片放置于琼脂平板(agar plate)中,以此标明东京周围的各个城市节点。而在东京这个节点上注入粘液菌,研究者们对它们的扩展方式进行周密的观察。26小时后制作出题图那样的可视化发展图

如果研究者们能够建立起一个粘液菌扩散方式的电脑模型来,就有可能帮助工程师们在实际操作中设计出更为有效的交通网来。当然,这还仅仅是一个尝试,不过人类以外的生物世界从来都不乏牛叉闪闪 来源


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