偷师白蚁的“未来火星建筑师”

路爱道

未来谁会成为第一批“火星建筑师”？如果是机器人，那么这样的机器人应该具备哪些本领呢？

令人叹服的建筑大师

在现代文明高度发展的今天，人类建筑师已经创造出了很多“摩天级”的建筑物，不过，一旦与动物王国的顶级建筑大师白蚁相比，就有些逊色了。白蚁建造的高塔最高可达10余米，对身长只有1厘米左右的白蚁来说，相当于人类盖出了1 400米高的高塔。

别以为白蚁建的高塔仅仅是个土堆，里面的结构复杂得很。比如其中有空调系统、带顶的过道和花园等等。两位日本科学家想弄清在同样的外部环境下，同一种类的白蚁群的建筑风格会有多大的不同，于是将8个生活在森林地下的栖北散白蚁种群转移到了实验室中，并为每群白蚁提供一大块压缩的木屑板用于筑巢。当他们把蚁群分割成多个小群体时，从同一种群中分出去的所有小群体的建筑风格都惊人的相似，但不同蚁群的建筑风格竟然迥异。

白蚁塔的建筑材料也很特别，它不是单纯的泥土，而是由唾液、泥土和粪便组成的，其在白蚁的嘴里进行调和后，才能成为合格的建筑材料。这种材料非常坚固，如人造混凝土一般，所以由它建造的高塔能保持100年之久。白蚁用粪便作为建筑材料是“别具匠心”的，因为它的粪便里含有能起保护作用的细菌，这种细菌能够阻止那些能杀死白蚁的真菌入侵。这表明白蚁的建筑材料不仅结实，而且抗菌，这实在是太令人佩服了。

建筑大师的“建筑秘技”

我们知道，白蚁的眼睛功能已经全部退化了，可以说它们天生就是“瞎子”。那么白蚁是靠什么进行群体协作，建造那么高、那么复杂的建筑的呢？

其实，在白蚁的大脑里，并没有一个关于建筑高塔等巢穴的计划、组织和控制机制，白蚁之间甚至没有“手碰手、头贴头”的直接交流，每个白蚁仅靠单独识别其他白蚁留下的分泌物气味，来决定自己应该采取什么样的行动。

为什么气味能发挥这种神奇作用呢？那是因为同一个群体的白蚁天生存在一种“气味语言”，而气味语言所表达的行动指令则是它们公认的行为规范，也就是它们的“集体共识”。例如一只白蚁如果发现了食物，它就会在回家的路上留下一路的气味。随后，其他白蚁就会沿着这条路线去找食物，并不断地加强气味。如果食物被采集完了，后来的白蚁就会掉头，这样路面上的气味就会很快减少并消散，于是后面的白蚁就不会再沿着这条路去搬运食物了。而白蚁的建筑行动，也基于同样的原理：前面的白蚁如果在某个位置放了一块“砖”——白蚁特制的建筑材料，那么后面的白蚁就会循着“气味路线”，在这块“砖”前面继续放“砖”……

这种行为特点在许多有社会性的动物中都存在，在学术上被称为“共识主动性”，指的是在一个共识群体中个体单独行动的协调机制。这一机制在没有中枢控制系统和直接交流信息的条件下，个体可以单独地、连续地互相修正、自我更新，逐步完善自己的行为和生态环境，属于群体智能。这就是白蚁建筑大师的“建筑秘技”。

打造第一批“火星建筑师”

白蚁的“共识主动性”行为启发人们，建筑房屋并不需要有一个“总指挥”，即组织一批建筑师按照一张“大设计图”去分工协作，并接受统一调配，仅仅让每个建筑师根据周围环境自行决定如何行动就可以了——这种看似缺乏统管的集体行动最终往往能筑成高大的建筑。重要的是，这种建造模式的突出优点是：无论缺少谁都不会影响整个建筑工程，因为谁都可以被替代；而且建筑规模也容易扩展，投入的建筑师越多，建筑规模就越大。

哈佛大学研究人员利用这一原理设计了模仿白蚁行为的电脑程序，最终制造出了“白蚁机器人”。这种“白蚁机器人”大小类似儿童玩的中型遥控玩具车，有四个轮子，装有若干探测器和举起物件的装置，能前后左右移动，并到指定位置拿取积木一样的“砖块”，随后根据探测到的环境情况和在电脑里预设的“行为共识”把“砖块”放到一个它们自认为合适的位置。当它们遇到已放有“砖块”的地方，并不会“傻乎乎”地把那里的“砖块”搬走，而是爬到“砖块”上面再进行垒放，如此层层叠加，就像白蚁建高塔那样。

虽然现在的“白蚁机器人”的技能还处在“摆弄积木”的初级阶段，但将来它们可能在很多地方都有用武之地，比如人类如果要开发火星，就可以派它们担当第一批“火星建筑师”，为人类大规模开发火星，在火星上建造简易住所。当然，未来它们还能在人类难以工作的或危险的环境中派上用场，比如用沙袋修建防洪堤，在余震未消的地震灾区建造庇护场所，在水下或在其他星球上建造栖息场所等。endprint