根據甜點的味道，細菌就能找到食物所在地。現在，科學家研究了細菌按照味道向目的地進發的策略模型，為開發能夠追蹤化學品目標的無人機、納米機械人奠定基礎。

東京大學生產技術研究所（Institute of Industrial Science,the University of Tokyo）研究了從細菌到多細胞真核生物等各種生物體按照味道尋找目標所使用的策略，用數學函數把它們描述出來，製成一套策略理論模型。科學家把生物體的這種功能稱為「趨化性」（chemotaxis）。

趨化性使得生物能按照化學物質分布濃度的梯度，逐步被吸引向著濃度越來越高的方向移動，包括很多種形式。研究人員發現比如大腸桿菌（E. coli）採用一種名為「奔跑和翻滾」（run-and-tumble）的方式，這較為常見。這種方式描述的是在移動的不同階段，採用向隨機方向滾動的行進方式。

在此之前一些研究人員開發了一套線性控制理論，並已經應用在工程學領域，但是這對於處理生物系統中較大噪音訊號的環境下的非線性情況是不夠的。這份研究在這方面進行了改進。

這份研究引入了隨機最優控制理論，開發出一套能在較大噪音訊號環境下尋味移動的策略模型，能像大腸桿菌那樣控制「奔跑和翻滾」的機制進行移動。

這份研究的第一作者中村健人（Kento Nakamura）說，生物體控制它們行為的首要方式是，當化學濃度升高的時候，就向著當前行進的方向採用翻滾的方式。

主要研究者小林徹也（Tetsuya J. Kobayashi）說，這份研究開闢了自動化機械人尋找目的地的新方法。「了解生物體內部的控制機制，有助於利用這些系統的優勢設計生物機械人。」

這份研究2月15日發表於《物理評論研究》（Physical Review Research）。◇

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