一隻螞蟻不是很聰明，但把一群螞蟻放在一起，它們就能實現一些了不起的事情。受這種出現的合作行為的啟發，哈佛大學的研究人員已經建立了能夠共同合作逃離”監獄”的機器人，而不需要一個具體的計劃。

從某種意義上說，蟻群是在算法上運行的–單個螞蟻不會專門思考一項任務，但它們遵循一套本能的規則，指導它們完成複雜的工程壯舉，如挖掘隧道網絡或建造橋樑。它們利用觸角和信息素軌跡相互交流。

哈佛大學的研究小組首先進行了一項實驗，將一小群螞蟻放在一個特別設計的欄裡，這是一個由柔軟的沙牆包圍的圓形陷阱，以觀察它們如何合作逃生。起初，這些螞蟻都是隨意地四處遊蕩，但很快一些螞蟻就開始在分散的地方挖掘牆壁。隨著時間的推移，研究小組發現，這些螞蟻放棄了單獨的挖掘，而是聚集在一起，更有效地在一條隧道上工作，直到它們最終成功突圍。

根據他們的觀察，研究人員對正在發生的事情建立了數學模型。當螞蟻們相互碰撞時，它們會通過它們的觸角進行交流。隨著時間的推移，它們會開始偏愛那些它們更經常互動的區域，從而形成一個反饋迴路，使它們越來越多地聚集在這些地方。這帶動它們集中精力在一個地方挖掘，直到它們突破，而不是每隻螞蟻都挖自己的隧道。

有了這個模型，該團隊隨後著手建造遵循類似規則的機器人。他們的機器人螞蟻，他們稱之為RAnts，沒有發出化學信息素，但留下了光場，或”光激素”，機器人經過的次數越多，光場就越亮。

RAnts被編程為遵循三個簡單的規則：它們必須遵循光場的梯度，在光場密度高的地方避開其他機器人，在密度高的地方撿起障礙物並將它們移到密度低的地方。

果然，這些規則允許RAnts以與螞蟻實驗大致相同的方式進行合作。當把它們放在自己的畜欄裡，周圍有幾圈小障礙物時，這些機器人很快就發現最好的逃跑計劃是一起合作，集中在一個地方。

這種技術對於設計能夠通過合作完成複雜任務的簡單機器人群來說可能是至關重要的，而且還有很多其他受螞蟻啟發的機器人的例子在那裡。該團隊表示，這有可能被擴展到幾十個或幾百個機器人，用於一系列的使用案例，還有一個額外的好處是，即使有幾個機器人壞掉了，整個團隊仍然可以完成工作。

“我們展示了合作完成任務是如何從簡單的規則中產生的，類似的這種行為規則可以應用於解決其他復雜的問題，如建築、搜救和防禦，”該研究的共同主要作者S Ganga Prasath說。

這項研究發表在《eLife》雜誌上。