Oamenii de știință folosesc un robot pentru a înțelege comunicarea furnicilor

O echipă de oameni de știință de la Universitatea din Bristol a dezvoltat un mic robot care îi ajută să înțeleagă cum furnicile își predau una alteia. Robotul a fost construit pentru a imita comportamentul furnicilor de stâncă, care se bazează pe îndrumarea individuală.

Această îndrumare individuală este ceea ce permite unei furnici care descoperă un cuib mai bun să îi învețe pe altă furnică drumul spre acel cuib.

Rezultatele echipei au fost publicate în Journal of Experimental Biology.

Înțelegerea furnicilor “învățătoare”

Această nouă cunoaștere deschide multe posibilități, deoarece înseamnă că elementele importante ale învățării furnicilor sunt acum în mare măsură înțelese, iar furnica care învață poate fi înlocuită de o mașină.

Unul dintre principalele aspecte ale acestui nou proces de învățare implică o furnică care conduce încet pe o rută spre noul cuib. Furnica care urmează învață ruta suficient de bine, permițându-i să se întoarcă acasă și să conducă o altă furnică spre noul cuib. Acest proces continuă o furnică după alta.

Nigel Franks este profesor la Școala de Științe Biologice din Bristol.

“Învățarea este atât de importantă în viețile noastre, încât petrecem o mare parte din timp fie instruind alți oameni, fie fiind învățați noi înșine”, spune profesorul Franks. “Acest lucru ar trebui să ne facă să ne întrebăm dacă învățarea se produce realmente și la animalele non-umane. Și, într-adevăr, primul caz în care s-a demonstrat învățarea riguros la orice alt animal a fost la o furnică.”

Echipa a încercat să înțeleagă mai bine acest proces de învățare, crezând că, dacă ar putea înlocui profesorul, ar înțelege în mare măsură toate elementele principale ale procesului.

Construirea și testarea roboților

Pentru a realiza acest lucru, cercetătorii au construit o arenă mare cu o distanță între vechiul cuib al furnicilor, care a fost făcut intenționat de calitate scăzută, și noul cuib îmbunătățit. Pentru a direcționa robotul să se deplaseze de-a lungul unei rute drepte sau sinuoase, echipa a plasat o grindă deasupra arenei care putea să se miște înapoi și înainte cu un mic robot glisant atașat la ea. Apoi, au atașat glande atractive de feromoni de la o furnică muncitoare la robot, care i-a dat feromonii unui profesor de furnici.

“Am așteptat ca o furnică să părăsească vechiul cuib și am plasat pinul robotului, decorat cu feromoni atractivi, direct în fața ei”, a spus profesorul Franks. “Capul pinului a fost programat să se deplaseze spre noul cuib, fie pe o cale dreaptă, fie pe una sinuoasă. Trebuia să permitem ca robotul să fie întrerupt în călătoria sa de către noi, astfel încât să putem aștepta ca furnica care urmează să se apropie după ce a examinat reperele pentru a învăța drumul.”

Când furnica care urma a fost condusă de robot spre noul cuib, am permis să examineze noul cuib și, în timpul său, să înceapă drumul de întoarcere acasă. Apoi, am folosit grinda pentru a urmări automat calea furnicii care se întorcea”, a continuat el.

Echipa a descoperit că robotul a predat cu succes drumul furnicilor ucenice, iar furnicile știau cum să se întoarcă la vechiul cuib, indiferent dacă au urmat o cale sinuoasă sau dreaptă.

“O cale dreaptă ar putea fi mai rapidă, dar o cale sinuoasă ar oferi mai mult timp furnicii care urmează să învețe reperele, astfel încât să poată găsi drumul de întoarcere acasă la fel de eficient ca și cum ar fi urmat o cale dreaptă”, a continuat profesorul Franks.

“În mod esențial, am putut compara performanța furnicilor pe care robotul le-a învățat cu cele pe care le-am transportat la locul noului cuib și care nu au avut ocazia să învețe drumul. Furnicile care au fost învățate de robot au găsit drumul de întoarcere acasă mult mai repede și mai eficient.”

Echipa de oameni de știință a inclus, de asemenea, studenți din ciclul undergraduate, Jacob Podesta, un student actual de doctorat la York, și Edward Jarvis, un fost student masterand la laboratorul profesorului Frank. De asemenea, au participat la studiu dr. Alan Workley și dr. Ana Sendova-Franks.