目前，95 后拉斐爾·凱（Raphael Kay）是一名美國哈佛大學(xué)的在讀博士生。盡管還是一名學(xué)生，但他在 2025 年初依托黏菌在美國創(chuàng)辦了一家名為 Mireta 的初創(chuàng)公司，他帶領(lǐng)公司將 5 億年前黏菌的生長規(guī)律轉(zhuǎn)化為了城市設(shè)計(jì)工具，助力于開發(fā)更高效、更有彈性的城市網(wǎng)絡(luò)。

（來源：https://www.linkedin.com/in/raphael-kay-b1287987/）

黏菌的正式名字是多頭絨泡菌（Physarum polycephalum），它已經(jīng)存在至少 5 億年之久，比人類存在時(shí)間還要長許多倍。它既不是植物、也不是動(dòng)物、更不是真菌，而是一種比孔龍更古老的單細(xì)胞生物。在尋找食物的時(shí)候，黏菌會(huì)同時(shí)朝著多個(gè)方向伸出觸手形狀的突起，然后它會(huì)選擇最高效的路徑，借此建立一條經(jīng)過優(yōu)化之后的交通網(wǎng)絡(luò)，從而在效率和韌性之間獲得平衡，而這種平衡正是城市交通和基礎(chǔ)設(shè)施所需要的。

拉斐爾所創(chuàng)辦的 Mireta 旨在將黏菌的生物超能力轉(zhuǎn)為 AI 算法，從而用于改善城市生活。通過結(jié)合遺傳算法、粒子群算法、水力算法以及機(jī)器學(xué)習(xí)算法，巧妙模擬這些生物機(jī)制，從而能將黏菌這種沒有大腦的黃色斑點(diǎn)用于緩解交通。

（來源：https://www.miretaurban.com/）

目前，拉斐爾擔(dān)任 Mireta 的聯(lián)合創(chuàng)始人兼設(shè)計(jì)主管。據(jù)了解，其碩士和博士分別就讀于加拿大多倫多大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)和哈佛大學(xué)材料科學(xué)與機(jī)械工程專業(yè)。在讀碩和讀博期間，他曾先后在 Scientific Reports、Nature Communications 和 PNAS 等期刊發(fā)表論文。其中，2022 年他在讀碩期間發(fā)表于 Scientific Reports 的一篇論文里介紹了黏菌在優(yōu)化城市設(shè)計(jì)上的應(yīng)用。

（來源：https://www.nature.com/articles/s41598-022-05439-w）

在這篇論文中拉斐爾是第一作者兼共同通訊作者。論文中，他和其他作者寫道，黏菌會(huì)發(fā)育成為原生質(zhì)的維管網(wǎng)絡(luò)，用來連接節(jié)點(diǎn)狀的食物來源，以便解決多目標(biāo)運(yùn)輸?shù)膯栴}。黏菌會(huì)先建立致密連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)，并通過原生質(zhì)流動(dòng)的建設(shè)性反饋來隨著時(shí)間不短強(qiáng)化最強(qiáng)路徑?；谶@一機(jī)制，可以為城市尺度的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)打造多功能的生物模型。

（來源：https://www.nature.com/articles/s41598-022-05439-w）

論文中，他和其他作者先是從營養(yǎng)吸引的智能體群體中生成一個(gè)站點(diǎn)響應(yīng)網(wǎng)格，然后獨(dú)立地計(jì)算出一個(gè)靈活的、鄰近定義的最短路徑，進(jìn)而生成最終網(wǎng)絡(luò)。據(jù)了解，黏菌能夠通過 1 毫米/小時(shí)至 1 厘米/小時(shí)的生長速度形成原生質(zhì)的管狀網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)黏菌在前進(jìn)道路上遇到離散的食物源的時(shí)候，它會(huì)從最初的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)發(fā)展成精細(xì)的網(wǎng)絡(luò)。盡管許多生物體通過神經(jīng)回路來處理、學(xué)習(xí)和適應(yīng)信息，但是黏菌卻依賴于分散的、呈現(xiàn)出流體形式的自適應(yīng)物理計(jì)算法則。

黏菌并非新生事物，在拉斐爾之前已有研究人員研究過黏菌。最著名的研究發(fā)生于 2010 年。當(dāng)年，日本北海道大學(xué)的研究人員將一團(tuán)黏菌倒在一張東京鐵路地圖上，并用燕麥片標(biāo)記了主要車站站點(diǎn)。幾天后，黏菌通過“自我修剪”只留下了最高效的路徑，并與東京的實(shí)際鐵路情況十分吻合。自那時(shí)起，全球各地的研究人員都開始利用黏菌來解決迷宮問題，甚至繪制了暗物質(zhì)圖譜，亦有不少研究人員嘗試讓黏菌重新設(shè)計(jì)行走路徑，但整體來看此前這些實(shí)驗(yàn)室成果很少得到成功落地。

（來源：https://www.nature.com/articles/s41598-022-05439-w）

將黏菌放在地圖上這也是該領(lǐng)域之前的常用做法，而 Mireta 的方法在無需實(shí)際生物體的前提之下，就能復(fù)制黏菌的通路構(gòu)建過程。由于黏菌是肉眼可見的，因此 Mireta 重點(diǎn)研究了這些黏菌構(gòu)建高效網(wǎng)絡(luò)的背后機(jī)理，并將這些行為轉(zhuǎn)化為一套規(guī)則進(jìn)而形成了一種算法。

據(jù)介紹，Mireta 打造的 AI 算法能夠利用黏菌的智能增長規(guī)則，從零開始生成彈性、高效的網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃，可被用于鐵路、公路、水管、電力線、自行車道等。具體來說，Mireta 可以幫助實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障防護(hù)、環(huán)節(jié)城市交通擁堵、實(shí)現(xiàn)成本彈性優(yōu)化、緩解氣候風(fēng)險(xiǎn)、優(yōu)化運(yùn)輸時(shí)間等。

在幫助進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)故障防護(hù)上，Mireta 能識(shí)別故障點(diǎn)并優(yōu)化電網(wǎng)和鐵路的冗余，以防止停電、需求激增和運(yùn)營中斷。在緩解城市交通擁堵上，Mireta 能設(shè)計(jì)新的道路技術(shù)，亦能升級(jí)已有的道路計(jì)劃。在成本彈性優(yōu)化上，Mireta 能生成定制的交通網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃，讓用戶在網(wǎng)絡(luò)成本和網(wǎng)絡(luò)脆弱性之間實(shí)現(xiàn)理想的平衡。在緩解氣候風(fēng)險(xiǎn)上，Mireta 既能改造現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)也能設(shè)計(jì)新的網(wǎng)絡(luò)，從而能夠盡量減少極端天氣、洪水和緊急交通堵塞造成的干擾。在運(yùn)輸時(shí)間優(yōu)化上，其能制定鐵路、公路、自行車道的規(guī)劃，從戰(zhàn)略上減少出行時(shí)間并改善連通性。

圖 | Mireta 的合作案例之一（來源：https://www.miretaurban.c）

目前，該公司已經(jīng)在官網(wǎng)展示了幾個(gè)客戶案例。在名為“喬治布朗學(xué)院連通計(jì)劃”的客戶案例里，Mireta 基于交通數(shù)據(jù)和洪泛區(qū)數(shù)據(jù)，減少了喬治布朗學(xué)院的校園擁堵，使用基于代理的算法生成網(wǎng)絡(luò)，將傳輸效率提升了40%。

在名為“先鋒村韌性總體規(guī)劃”的客戶案例里，Mireta 從頭開始設(shè)計(jì)了占地100 英畝的村莊，并針對道路進(jìn)行了彈性優(yōu)化，期間通過使用不同算法讓最終生成的村莊規(guī)劃方案比同類方案的抗風(fēng)險(xiǎn)能力提高 40%。

在名為“面向未來的 Wadi Greenway”的客戶案例里，Mireta 在一個(gè)受保護(hù)的河谷景觀內(nèi)開發(fā)了步道網(wǎng)絡(luò)和橋梁網(wǎng)絡(luò)，比其他規(guī)劃方案提高了30%。

在名為“強(qiáng)大的加拿大能源走廊”的客戶案例中，Mireta 旨在幫助客戶開發(fā)加拿大第一條同意的國家能源運(yùn)輸走廊，目前已經(jīng)構(gòu)建了早期網(wǎng)絡(luò)模型，后續(xù)工作仍在開展中。

如前所述，Mireta 的創(chuàng)始人拉斐爾目前還是一名博士生，等于是在邊讀博、邊創(chuàng)業(yè)。而他和公司來說黏菌研究只是一個(gè)開始，其也在研究受螞蟻啟發(fā)的算法，螞蟻行走時(shí)也會(huì)留下化學(xué)痕跡，這些痕跡不僅“越用越強(qiáng)”，而且能夠催生獨(dú)特的去中心化網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化解決方案。正如拉斐爾對媒體所言：“生物學(xué)幾乎解決了你能想到的所有網(wǎng)絡(luò)問題?！?025 年 9 月，該公司被選為第五屆哈佛氣候企業(yè)家圈的高潛力氣候項(xiàng)目之一，說明其核心技術(shù)具有一定的前瞻性，而其未來發(fā)展到底如何還需交給時(shí)間。

參考資料：

企業(yè)官網(wǎng)https://www.miretaurban.com/

企業(yè)其他介紹https://www.miretaurban.com/_files/ugd/e21026_f92e222d5d28455d98a1650744d2c314.pdf

創(chuàng)始人拉斐爾·凱（Raphael Kay）的領(lǐng)英 https://www.linkedin.com/in/raphael-kay-b1287987/

創(chuàng)始人拉斐爾·凱（Raphael Kay）的相關(guān)論文 https://www.nature.com/articles/s41598-022-05439-w

創(chuàng)始人拉斐爾·凱（Raphael Kay）的相關(guān)論文 https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2210351120

創(chuàng)始人拉斐爾·凱（Raphael Kay）的個(gè)人網(wǎng)站 https://www.raphaelkay.com/

運(yùn)營/排版：何晨龍