Les scientifiques utilisent un robot pour comprendre la communication des fourmis

Une équipe de scientifiques de l’Université de Bristol a développé un petit robot qui les aide à comprendre comment les fourmis s’enseignent les unes aux autres. Le robot a été conçu pour imiter le comportement des fourmis des rochers, qui s’appuient sur un enseignement individuel. 

Cet enseignement individuel est ce qui permet à une fourmi qui découvre un meilleur nid d’enseigner à une autre fourmi individuelle le chemin pour y arriver. 

Les résultats de l’équipe ont été publiés dans le Journal of Experimental Biology. 

Comprendre les fourmis « enseignantes »

Cette nouvelle connaissance ouvre de nombreuses possibilités, car cela signifie que les éléments importants de l’enseignement parmi ces fourmis sont maintenant largement compris, avec la fourmi enseignante pouvant être remplacée par une machine. 

L’un des principaux aspects de ce nouveau processus d’enseignement implique une fourmi qui conduit une autre fourmi lentement le long d’un chemin pour atteindre le nouveau nid. La fourmi suivante apprend le chemin suffisamment, ce qui lui permet de retourner chez elle et de conduire une autre fourmi au nouveau nid. Ce processus se poursuit une fourmi à la fois. 

Nigel Franks est professeur à la School of Biological Sciences de Bristol. 

« L’enseignement est si important dans notre vie que nous passons beaucoup de temps à enseigner aux autres ou à être enseignés nous-mêmes », déclare le professeur Franks. « Cela devrait nous amener à nous demander si l’enseignement se produit réellement chez les animaux non humains. Et, en fait, le premier cas dans lequel l’enseignement a été démontré de manière rigoureuse chez un autre animal a été chez une fourmi. » 

L’équipe a cherché à mieux comprendre cet enseignement, en pensant que si elles pouvaient remplacer l’enseignant, elles comprendraient largement tous les éléments principaux du processus. 

Construire et tester les robots

Pour cela, les chercheurs ont construit un grand arène avec une distance entre le vieux nid des fourmis, qui a été intentionnellement rendu de mauvaise qualité, et le nouveau nid amélioré. Afin de diriger le robot pour qu’il se déplace le long de chemins droits ou sinueux, l’équipe a placé une poutre sur le dessus de l’arène qui pouvait se déplacer d’avant en arrière avec un petit robot glissant attaché à elle. Ils ont ensuite attaché des glandes à phéromones attractives d’une ouvrière fourmi au robot, ce qui lui a donné les phéromones d’une fourmi enseignante. 

« Nous avons attendu qu’une fourmi quitte le vieux nid et avons placé l’épingle du robot, ornée de phéromones attractives, directement devant elle », a déclaré le professeur Franks. « L’épingle a été programmée pour se déplacer vers le nouveau nid soit sur un chemin droit, soit sur un chemin sinueux. Nous avons dû permettre au robot d’être interrompu dans son trajet, par nous, afin que nous puissions attendre que la fourmi suivante rattrape son retard après avoir regardé autour d’elle pour apprendre les repères. » 

Lorsque la fourmi suivante a été conduite par le robot au nouveau nid, nous l’avons laissée examiner le nouveau nid, puis, à son propre rythme, commencer son voyage de retour. Nous avons ensuite utilisé la poutre de manière automatique pour suivre le chemin de la fourmi qui retournait, » a-t-il continué. 

L’équipe a découvert que le robot a réussi à enseigner le chemin aux fourmis apprenties, et que les fourmis savaient comment retourner au vieux nid, qu’elles aient pris un chemin sinueux ou droit. 

 « Un chemin droit peut être plus rapide, mais un chemin sinueux permettrait plus de temps pour que la fourmi suivante apprenne mieux les repères, afin qu’elle puisse trouver son chemin de retour de manière aussi efficace que si elle avait pris un chemin droit », a continué le professeur Franks. 

« De manière cruciale, nous pouvions comparer les performances des fourmis que le robot avait enseignées avec celles que nous avions transportées sur le site du nouveau nid et qui n’avaient pas eu l’occasion d’apprendre le chemin. Les fourmis enseignées ont trouvé leur chemin de retour beaucoup plus rapidement et avec plus de succès. »

L’équipe de scientifiques comprenait également des étudiants de premier cycle, Jacob Podesta, un étudiant actuel en doctorat à York, et Edward Jarvis, un ancien étudiant en master dans le laboratoire du professeur Franks. Le Dr Alan Workley et le Dr Ana Sendova-Franks ont également participé à l’étude.