Vědci používají robota k pochopení komunikace mravenců

Tým vědců z Univerzity v Bristolu vyvinul malého robota, který jim pomáhá pochopit, jak mravenci učí jeden druhého. Robot byl postaven tak, aby napodoboval chování mravenců, kteří se spoléhají na individuální výuku.

Tato individuální výuka umožňuje mravenci, který objeví lepší hnízdo, naučit jiným mravencům cestu k němu.

Zjištění týmu byla zveřejněna v Journal of Experimental Biology.

Pochopení „učení“ mravenců

Tato nová znalost otevírá mnoho možností, protože znamená, že důležité prvky učení mezi těmito mravenci jsou nynílargely pochopeny, a učitelský mravenec může být nahrazen strojem.

Jedním z hlavních aspektů tohoto nového procesu učení je, že jeden mravenec vede druhého mravence pomalu po trase k novému hnízdu. Následující mravenec se naučí trasu dostatečně, aby se mohl vrátit domů a vést jiného mravence k novému hnízdu. Tento proces pokračuje jeden mravenec po druhém.

Nigel Franks je profesor na School of Biological Sciences v Bristolu.

„Učení je tak důležité v našich životech, že trávíme velkou část času buď vyučováním jiných nebo být učiteli sami,“ říká Prof. Franks. „To by nás mělo přivést k zamyšlení, zda se učení skutečně vyskytuje mezi nehumánními zvířaty. A ve skutečnosti, první případ, ve kterém bylo učení prokázáno přísně v jakémkoli jiném zvířeti, byl u mravence.“

Tým se snažil lépe pochopit toto učení, věřící, že pokud by mohli nahradit učitele, pochopili by většinu hlavních prvků procesu.

Konstrukce a testování robotů

K tomu vyvinuli velký arén, ve kterém byla vzdálenost mezi starým hnízdem mravenců, které bylo záměrně vytvořeno jako nízkokvalitní, a novým a vylepšeným hnízdem. Aby mohli robotovi řídit, aby se pohyboval po přímé nebo vlnité trase, tým umístil na arénu most, který se mohl pohybovat tam a zpět se malým posuvným robotem, který byl k němu připojen. Poté připojili atraktivní feromony z dělnického mravence k robotovi, což mu dalo feromony učitelského mravence.

„Čekali jsme, až mravenec opustí staré hnízdo, a umístili jsme robotické čelo, ozdobené atraktivními feromony, přímo před něj,“ řekl Prof. Franks. „Čelo bylo naprogramováno, aby se pohybovalo směrem k novému hnízdu buď po přímé cestě nebo po krásné vlnité cestě. Museli jsme umožnit, aby robot byl přerušen v jeho cestě, aby jsme mohli čekat, až se následující mravenec dotkne, poté, co se podíval kolem, aby se naučil orientačním bodům.“

Když byl následovní mravenec veden robotem k novému hnízdu, umožnili jsme mu prozkoumat nové hnízdo a poté, ve svém vlastním čase, začít svou cestu zpět domů. Poté jsme použili most automaticky k sledování cesty návratu mravence,” pokračoval.

Tým zjistil, že robot úspěšně naučil trasu učně mravencům, a mravenci věděli, jak se vrátit ke starému hnízdu, ať už šli po přímé nebo vlnité cestě.

„Přímá cesta by mohla být rychlejší, ale vlnitá cesta by poskytla více času, aby se následující mravenec mohl lépe naučit orientační body, aby se mohl vrátit domů stejně efektivně, jako kdyby šel po přímé cestě,” pokračoval Prof. Franks.

“Zásadně, mohli jsme srovnat výkon mravenců, které robot naučil, s těmi, které jsme nesli na místo nového hnízda a které neměly možnost naučit se trasu. Učené mravenci našli cestu domů mnohem rychleji a úspěšněji.”

Tým vědců také zahrnoval studenty Jacoba Podestu, současného PhD studenta v Yorku, a Edwarda Jarvise, bývalého studenta magisterského studia v laboratoři Prof. Frankse. Účastnil se také Dr. Alan Workley a Dr. Ana Sendova-Franks.