علماء يستخدمون روبوتا لفهم تواصل النمل

فريق من العلماء في جامعة بريستول طور روبوتا صغيرا يساعدهم على فهم كيفية تعليم النمل لبعضهم البعض. تم بناء الروبوت لتحاكي سلوك نمل الصخور، الذي يعتمد على التعليم الفردي.

هذا التعليم الفردي هو ما يسمح لنملة اكتشفت عشا أفضل بتعليم نملة أخرى الطريق للوصول إليه.

نشر الفريق نتائجه في مجلة البيولوجيا التجريبية.

فهم نمل “التعليم”

تفتح هذه المعرفة الجديدة العديد من الإمكانيات لأنها تعني أن العناصر المهمة من تعليم هذه النمل теперь مفهومة إلى حد كبير، ويمكن استبدال نملة التعليم بآلة.

من الجوانب الرئيسية لهذا العملية التعليمية الجديدة هو أن نملة واحدة تؤدي نملة أخرى ببطء على طول الطريق للوصول إلى العش الجديد. تتعلم النملة التالية الطريق بشكل كافٍ، مما يسمح لها بالعودة إلى المنزل وتوجيه نملة أخرى إلى العش الجديد. يستمر هذا العملية واحد تلو الآخر.

نايجل فرانكس هو أستاذ في مدرسة العلوم البيولوجية في بريستول.

“التعليم مهم جدا في حياتنا، نقضي الكثير من الوقت في تعليم الآخرين أو تعلمنا أنفسنا”، يقول البروفيسور فرانكس. “هذا يجب أن يجعلهم يتساءلون عما إذا كان التعليم يحدث فعلا بين الحيوانات غير البشرية. وفي الواقع، كان أول حالة تم فيها إثبات التعليم بدقة في حيوان آخر هو النمل”.

أقدم الفريق على فهم هذا التعليم، معتقدا أن إذا استطاعوا استبدال المعلم، فسوف يفهمون إلى حد كبير جميع عناصر العملية.

بناء وتجربة الروبوتات

لتحقيق ذلك، بنى الباحثون ساحة كبيرة مع مسافة بين عش النمل القديم، الذي تم جعلها متعمدا منخفضة الجودة، والعش الجديد والمحسّن. من أجل توجيه الروبوت لحركته على طول مسارات مستقيمة أو منحنية، وضع الفريق جسرا على顶 الساحة يمكن أن يتحرك ذهابا وإيابا مع روبوت صغير متصل به. ثم أضافوا غدد رائحة جذابة من نملة عاملة إلى الروبوت، مما منحها فرمونات معلم النمل.

“كنا ننتظر نملة لتغادر العش القديم ونضع دبوس الروبوت، المزين بفرمونات جذابة، مباشرة أمامها”، يقول البروفيسور فرانكس. “كان رأس الدبوس مخططا للحركة نحو العش الجديد إما على مسار مستقيم أو على مسار منحني جميل. كان علينا أن نسمح للروبوت بالتوقف في رحلته، من قبلنا، حتى نتمكن من انتظار النملة التالية للوصول بعد أن نظرت حولها لتعلم المعالم”.

عندما تم توجيه النملة التالية بواسطة الروبوت إلى العش الجديد، سمحنا لها بفحص العش الجديد ثم، في وقتها الخاص، بدء رحلتها العودة إلى المنزل. ثم استخدمنا الجسر تلقائيا لتتبع مسار النملة العائدة”، يواصل.

اكتشف الفريق أن الروبوت قد علّم بنجاح الطريق إلى النمل التابع، وعلم النمل كيفية العودة إلى العش القديم سواء أخذوا مسارا مستقима أو منحنيا.

“مسار مستقيم قد يكون أسرع ولكن مسار منحني سوف يوفر المزيد من الوقت الذي يمكن للنملة التابعة تعلم المعالم حتى تتمكن من العودة إلى المنزل بكفاءة كما لو كانت على مسار مستقيم”، يواصل البروفيسور فرانكس.

“الأهم من ذلك كله، يمكننا مقارنة أداء النمل التي علّمها الروبوت مع تلك التي حملناها إلى موقع العش الجديد ولم تكن قد أتيحت لها الفرصة لتعلم الطريق. النمل المعلّمة وجدت طريقها إلى المنزل بشكل أسرع وأكثر نجاحا”.

الفريق العلمي شمل أيضا طلابا جامعيين، جاكوب بوديستا، طالب دكتوراه حالي في يورك، وإدوارد جارفي، طالب ماجستير سابق في مختبر البروفيسور فرانكس. كما شارك في الدراسة الدكتور آلان ووركلي والدكتورة آنا سيندوفا-فرانكس.