A incrível engenharia das formigas e como ela pode nos ensinar a construir melhor

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As formigas-de-correição (Army Ants), também chamadas de taocas, já são bem conhecidas por organizarem aquelas expedições periódicas de milhares de indivíduos, em que os grupos estão sempre em movimento e formam aquelas longas filas a procura de alimento.

Uma das espécies dessa classe de formiga, a Eciton burchellii, é bastante estudada devido ao seu poderoso ataque de forrageamento. Esse “ataque” é quando centenas de milhares de formigas fluem como um verdadeiro rio, vasculhando a selva enquanto atacam qualquer coisa que não consegue escapar do enxame.

Embora pareça simples, essas “invasões” são verdadeiros empreendimentos, muito bem elaborados e articulados.

Para se ter uma ideia, um único ataque dessas formigas pode ter 20 metros de largura e 100 metros de comprimento, compreendendo mais de 200 mil formigas, correndo a 13 centímetros por segundo e recolhendo até 3 mil presas por hora.

Engenharia elaborada

Para garantir que o tráfego de todos os indivíduos flua com eficiência, as formigas constroem estradas e pontes ao longo do chão da floresta.

Essas estruturas são construídas inteiramente com formigas operárias que unem seus corpos.

Essas formigas, no entanto, são completamente cegas, e como elas conseguem coordenar toda essa dinâmica com eficiência ainda é uma grande questão para a ciência.

Para encontrar essas respostas, uma nova pesquisa publicada na revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) descreve, pela primeira vez, um tipo de estrutura de formigas automontadas chamada de “andaime”.

O estudo também apresenta um modelo matemático de como os andaimes são formados, o que pode ter implicações para vários campos da engenharia.

Andaimes para a segurança dos indivíduos

A pesquisa mostra que as formigas montam estruturas semelhantes a andaimes, e elas fazem isso para ser uma rede de segurança e evitar que alguns membros escorreguem e caiam quando a trilha passa por um terreno mais íngreme.

Além disso, elas raramente formam andaimes em encostas com menos de 40 graus de inclinação, enquanto que em inclinações mais íngremes, constroem andaimes maiores e mais rapidamente.

De mandeira interessante, as estruturas estavam mais presentes quando muitas formigas estavam transportando presas pesadas, e quando o andaime estava montado, o número de formigas que caiam era quase zero, mesmo quando elas passavam por uma superfície totalmente vertical.

Como funciona a montagem do andaime: Para formar essa estrutura, cada formiga se fixa na superfície e, dependendo da carga a ser passada pelo caminho, outras formigas se fixam próximas, formando camadas de formigas e sustentando a passagem das outras.

Cuidando de si para cuidar da equipe

A automontagem em estruturas que são muito maiores do que um indivíduo requer um grau extremo de coordenação. Surpreendentemente, isso é alcançado pelas formigas sem quaisquer líderes ou projetos externos.

Cada indivíduo só pode responder às interações locais com seus vizinhos e às mudanças no ambiente.

Descobrir como essas interações entre indivíduos levam a formações de grandes grupos apresenta um desafio para biólogos e uma oportunidade de ouro para engenheiros.

As formigas não precisam se comunicar ou avaliar o tamanho da estrutura. As propriedades do grupo são modificadas simplesmente por indivíduos sentindo e corrigindo seus próprios erros, trabalhando em si mesmo para o bem da equipe. Temos muito a aprender com essas formigas!

Confira o incrível vídeo de uma parte da pesquisa, em que as formigas formam alguns andaimes quando expostas à uma inclinação de 50 graus, e andaimes maiores quando estão à 90 graus de inclinação.

Fontes:

Traduzido e adaptado de: Bridges, highways, scaffolds: how the amazing engineering of army ants can teach us to build better. Em: https://theconversation.com/bridges-highways-scaffolds-how-the-amazing-engineering-of-army-ants-can-teach-us-to-build-better-158326. Abril, 2021.

Lutz, M. e colaboradores. Individual error correction drives responsive self-assembly of army ant scaffolds. PNAS. 2021.

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