Tutkijat käyttävät robottia ymmärtääkseen muurahaisten viestintää

Bristolin yliopiston tutkijaryhmä on kehittänyt pienen robotin, joka auttaa heitä ymmärtämään, miten muurahaiset opettavat toisiaan. Robotti on rakennettu jäljitelmään kalliomuurahaisen käyttäytymistä, joka riippuu yksilöllisestä opastuksesta.

Tämä yksilöllinen opastus mahdollistaa muurahaisen, joka löytää paremman pesän, opettaa toista yksilöä reitin uuteen pesään.

Tutkijaryhmän löydökset julkaistiin Journal of Experimental Biology -julkaisussa.

Ymmärtäen “opettavat” muurahaiset

Tämä uusi tieto avaa monia mahdollisuuksia, koska se tarkoittaa, että näiden muurahaisten opettamisen tärkeimmät elementit ovat nyt suurelta osin ymmärretty, ja opettava muurahainen voidaan korvata koneella.

Yksi tämän uuden opettamisprosessin tärkeimmistä osista on, kun yksi muurahainen johtaa toista muurahasta hitaasti reittiä pitkin uuteen pesään. Seuraava muurahainen oppii reitin riittävän hyvin, mikä mahdollistaa sen palaamisen kotiin ja johdattaa toisen muurahaisen uuteen pesään. Tämä prosessi jatkuu yksi muurahainen kerrallaan.

Nigel Franks on professori Bristolin biologian tiedekunnassa.

“Opettaminen on niin tärkeää omassa elämässämme, että vietämme paljon aikaa joko opettaen toisia tai opiskellen itse,” Prof. Franks sanoo. “Tämä pitäisi saada meidät pohtimaan, tapahtuuko opettaminen todella muilla eläimillä. Ja tosiasia on, että ensimmäinen tapaus, jossa opettaminen todistettiin tarkasti toisessa eläimessä, oli muurahaisessa.”

Tutkijaryhmä pyrki ymmärtämään tätä opettamista paremmin, uskoen, että jos he voivat korvata opettajan, he ymmärtäisivät suurelta osin kaikki prosessin tärkeimmät elementit.

Robotin rakentaminen ja testaus

Tätä varten tutkijat rakensivat suuren areenan, jossa oli etäisyys muurahaisen vanhan pesän ja uuden, parannetun pesän välillä. Jotta robotin voitiin ohjata liikkumaan suoraan tai mutkittelevan reittiä pitkin, tutkijat asettivat areenan päälle kannen, joka voitiin liikuttaa edestakaisin ja johon oli kiinnitetty pieni liukuvan robotin. He kiinnittivät myös houkuttelevat feromoniraajat työmuurahaisesta robotiin, mikä antoi sille opettavan muurahaisen feromonit.

“Odottelimme, kunnes muurahainen lähti vanhasta pesästä, ja asetimme robotin, jossa oli houkuttelevat feromonit, suoraan sen eteen,” Prof. Franks sanoi. “Robotin pää oli ohjelmoitu liikkumaan uuden pesän suuntaan joko suoraan tai kauniasti mutkittelevan polun kautta. Meidän piti antaa robotin keskeyttää matkansa, jotta voimme odottaa seuraavaa muurahasta, joka oppii reitin ja tutkii maamerkkejä.”

Kun seuraava muurahainen oli seurannut robottia uuteen pesään, annimme sille aikaa tutkia uutta pesää ja aloittaa matkansa kotiin. Sitten käytimme kannetta seuraamaan palaavan muurahaisen reittiä,” hän jatkoi.

Tutkijaryhmä huomasi, että robotti opetti onnistuneesti reitin oppilaamuurahaisille, ja muurahaiset tunsivat tien vanhaan pesään, olivatpa ne seuranneet suoraa tai mutkittelevaa reittiä.

“Suora reitti voi olla nopeampi, mutta mutkitteleva reitti antaa seuraavalle muurahaiselle enemmän aikaa oppia maamerkkejä, jotta se voi löytää tien kotiin yhtä tehokkaasti kuin suoran reitin kautta,” Prof. Franks jatkoi.

“Olennaisesti, voimme verrata robotin opettamien muurahaisien suorituskykyä niihin, jotka me kannimme uuden pesän paikalle ja eivät olleet saaneet tilaisuutta oppia reittiä. Opetetut muurahaiset löysivät tien kotiin nopeammin ja onnistuneemmin.”

Tutkijaryhmään kuului myös opiskelijat Jacob Podesta, joka on tällä hetkellä Yorkin yliopiston jatko-opiskelija, ja Edward Jarvis, joka on aiemmin suorittanut maisterin tutkinnon Professori Frankin laboratoriossa. Tutkimukseen osallistui myös tohtori Alan Workley ja tohtori Ana Sendova-Franks.