为了应对洪水和穿越溪流，火蚁会团结在一起——字面上——连接起来形成筏和桥梁，这是一种社会合作和生物物理学的壮举。现在，工程师们对蚂蚁的建筑技术进行了深入研究，为机器人设计师和材料科学家提供了新的方法。
为了了解蚂蚁结构的特性，亚特兰大佐治亚理工学院的机械工程师大卫·胡试图观察的不仅仅是蚂蚁团的表面，而是下面的结构和关节。
首先，胡和他的团队收集了蚂蚁群落——将它们连同泥土一起铲进桶里。将蚂蚁从泥土中分离出来后，他们将大约100只蚂蚁放入一个杯子中并旋转，使蚂蚁形成一个球（不需要水——它们像面团一样聚集在一起）。然后，研究人员用液氮冷冻球体，以便他们可以在微型计算机断层扫描仪中对其进行检查，从而得出 3D 图像。
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但是扫描仪的热量将球融化成一堆死蚂蚁。在经过数月的技术实验以保持其完整性之后，现任密歇根大学的首席作者保罗·福斯特在一个意想不到的地方找到了灵感：快克可卡因——具体来说，是在一种吸入药物的汽化方法中。“我们做了同样的过程——不是用快克，而是用胶水，”胡说，并补充说，作者决定不在他们的论文中称其为“快克管方法”。研究人员在火焰上用铝锅加热胶水，冷冻的蚂蚁球悬挂在上面的网格上。胶水蒸气上升并轻轻地覆盖蚂蚁。
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胡和他的团队发现，蚂蚁用腿上的粘合垫抓住彼此，伸展开来形成气穴。它们也倾向于彼此垂直排列，分散它们的重量并创建一个轻盈的、具有浮力的结构。这种形成似乎利用了蚂蚁的不同大小，较小的蚂蚁整齐地插入较大的蚂蚁之间，以增加更多的连接。每只蚂蚁平均与同伴蚂蚁有 14 个连接。这项研究今天发表在《实验生物学杂志》上。
在马萨诸塞州剑桥市哈佛大学创建生物启发机器人的拉迪卡·纳格帕尔说，胡的蚂蚁可以为模块化机器人提供很好的模型。“这项工作有很多有趣的结果，”她说。“想象一下，在灾难响应期间需要构建屏障或修补漏洞的机器人。”
她指出，设计师们并没有建造一个完美的机器人，而是越来越多地探索构建“一群简单的机器人，它们利用自己的身体以及它们之间的连接来构建新的结构”。大多数这方面的项目都使用了具有精确连接的几何机器人。但蚂蚁并没有创建一个完美的晶格，这表明了一种更马虎、更有机的方法，其中机器人形状是多样且不规则的，并且它们之间的连接是不精确的，纳格帕尔说。胡认为，蚂蚁结构的特性不仅可以为机器人群的设计提供信息，还可以为响应温度、光或其他变量而自行组装的“智能”材料的设计提供信息。
胡正在努力将更大的蚂蚁结构（可以识别为桥梁、木筏和其他形式）放入更大的扫描仪中，以开始详细描述不同功能形状的特性。胡说，一旦它们被冷冻并涂上胶水，它们将永远保存下去。“有一天，”他开玩笑说，“我们将有一个微型蚂蚁结构博物馆。”