六角形結構非常堅固,常用於(yu) 建造各行各業(ye) 的多種產(chan) 品。例如,這種結構被用來建造飛機機翼、船隻、汽車、滑雪板、包裝和聲學減震材料,以及其他物品。然而,使用這種類型的結構進行建造時,當空間限製或維修要求建造者保持結構的機械強度,同時用不同大小的腔室連接工業(ye) 蜂窩板時,會(hui) 出現挑戰。
研究人員認為(wei) ,蜜蜂可以提供一種更有效和更適應的策略。一項新的研究發現,蜜蜂是熟練的建築師,當有限的空間受到限製時,它們(men) 會(hui) 提前計劃並以不同的角度創造出不規則形狀的格子,從(cong) 而將均勻的格子連接起來。研究人員使用特殊技術對蜂巢進行成像,並通過計算機建模,揭示出工蜂改變蜂房的傾(qing) 斜度、大小和幾何形狀,以應對它們(men) 在建造時遇到的挑戰。
康奈爾大學電氣和計算機工程助理教授、論文共同作者Kirstin Peterson說,在基礎研究中,該團隊研究了一個(ge) 自然進化的係統,該係統以近乎最優(you) 的方式解決(jue) 了挑戰。項目研究人員說,了解進化如何導致生物體(ti) 利用這些建築技巧,使我們(men) 對如何建造多用途、堅固和有彈性的結構有了深入了解。
蜜蜂建造兩(liang) 種類型的蜂巢腔室,包括用於(yu) 飼養(yang) 工蜂的小蜂房和用於(yu) 飼養(yang) 雄峰的大蜂房。蜜蜂在建造過程中遇到的一個(ge) 挑戰是將小蜂房製成的格子與(yu) 大蜂房連接起來,因為(wei) 它們(men) 的幾何形狀不允許無縫貼合。於(yu) 是蜜蜂采用其他形狀,包括五邊形或七邊形,完美地將兩(liang) 種不同尺寸的蜂房結合在一起。
眾(zhong) 所周知,蜜蜂也會(hui) 建造不規則尺寸的蜂房,有時還會(hui) 結合多種類型的不規則蜂房。研究人員發現這些不規則和不規則蜂房的特殊組合的出現頻率比預期的要高。Peterson說,蜜蜂會(hui) 從(cong) 建造一種類型的蜂房切換到另一種類型的蜂房,但在多個(ge) 蜂房上會(hui) 有逐漸的變化,表明它們(men) 在提前思考。在未來的工作中,研究人員可能會(hui) 探索蜂巢是否對機械強度進行了優(you) 化,並測試蜜蜂的更多建築作品的意義(yi) 所在。
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