Cientistas Usam Robô para Entender a Comunicação das Formigas

Uma equipe de cientistas da Universidade de Bristol desenvolveu um pequeno robô que ajuda a entender como as formigas se ensinam umas às outras. O robô foi construído para imitar o comportamento das formigas de rocha, que dependem de um ensino individualizado.

Esse ensino individualizado é o que permite que uma formiga que descobre um ninho melhor ensine a outra formiga individual a rota para chegar lá.

As descobertas da equipe foram publicadas no Journal of Experimental Biology.

Entendendo as Formigas “Ensino”

Esse novo conhecimento abre muitas possibilidades, pois significa que os elementos importantes do ensino entre essas formigas agora são amplamente entendidos, com a formiga ensinadora podendo ser substituída por uma máquina.

Um dos principais aspectos desse novo processo de ensino envolve uma formiga liderando outra formiga lentamente ao longo de uma rota para alcançar o novo ninho. A formiga que segue aprende a rota suficientemente, permitindo que ela retorne para casa e liderar outra formiga para o novo ninho. Esse processo continua uma formiga de cada vez.

Nigel Franks é professor na Escola de Ciências Biológicas de Bristol.

“O ensino é tão importante em nossas próprias vidas que passamos muito tempo ensinando ou sendo ensinados”, diz o professor Franks. “Isso deve nos fazer questionar se o ensino realmente ocorre entre animais não humanos. E, de fato, o primeiro caso em que o ensino foi demonstrado rigorosamente em qualquer outro animal foi em uma formiga.”

A equipe se propôs a entender melhor esse ensino, acreditando que se pudessem substituir o professor, entenderiam amplamente todos os principais elementos do processo.

Construindo e Testando os Robôs

Para alcançar isso, os pesquisadores construíram uma grande arena com uma distância entre o ninho antigo das formigas, que foi propositadamente feito de baixa qualidade, e o novo e melhorado ninho. Para direcionar o robô a se mover ao longo de rotas retas ou sinuosas, a equipe colocou uma estrutura sobre a arena que podia se mover para frente e para trás com um pequeno robô deslizante anexado a ela. Em seguida, anexaram glândulas de feromônios atraentes de uma formiga operária ao robô, o que lhe deu os feromônios de uma formiga professora.

“Esperamos que uma formiga saísse do ninho antigo e colocamos o pino do robô, adornado com feromônios atraentes, diretamente à frente dela”, disse o professor Franks. “A ponta do pino foi programada para se mover em direção ao novo ninho, seja em um caminho reto ou em um caminho sinuoso. Tivemos que permitir que o robô fosse interrompido em sua jornada por nós, para que pudéssemos esperar que a formiga que seguia alcançasse após ter olhado em volta para aprender marcos.”

Quando a formiga que seguia foi liderada pelo robô ao novo ninho, permitimos que ela examinasse o novo ninho e, em seu próprio tempo, começasse sua jornada de volta para casa. Em seguida, usamos a estrutura automaticamente para rastrear o caminho da formiga que retornava”, continuou.

A equipe descobriu que o robô ensinou com sucesso a rota às formigas aprendizes, e as formigas sabiam como voltar ao ninho antigo, independentemente de terem tomado um caminho sinuoso ou reto.

“Um caminho reto pode ser mais rápido, mas um caminho sinuoso forneceria mais tempo para que a formiga que seguia aprendesse melhor os marcos, para que ela pudesse encontrar seu caminho de volta para casa com a mesma eficiência que se tivesse tomado um caminho reto”, continuou o professor Franks.

“O mais importante é que pudemos comparar o desempenho das formigas que o robô havia ensinado com as que carregamos para o local do novo ninho e que não tiveram a oportunidade de aprender a rota. As formigas ensinadas encontraram seu caminho de volta para casa muito mais rápido e com sucesso.”

A equipe de cientistas também incluiu estudantes de graduação Jacob Podesta, um atual estudante de doutorado em York, e Edward Jarvis, um ex-estudante de mestrado no laboratório do Professor Frank. Também participou do estudo o Dr. Alan Workley e a Dra. Ana Sendova-Franks.