Forskare använder robot för att förstå myrkommunikation

Ett team av forskare vid University of Bristol har utvecklat en liten robot som hjälper dem att förstå hur myror lär varandra. Roboten byggdes för att efterlikna beteendet hos stenmyror, som är beroende av en-till-en undervisning. 

Denna en-till-en-undervisning är det som gör att en myra som upptäcker ett bättre bo kan lära en annan enskild myra vägen dit. 

Teamets resultat publicerades i Journal of Experimental Biology. 

Förstå "lära" myror

Denna nya kunskap öppnar upp för många möjligheter eftersom det innebär att de viktiga delarna av undervisningen bland dessa myror nu till stor del förstås, med lärarmyran som kan ersättas av en maskin. 

En av de viktigaste aspekterna av denna nya undervisningsprocess innebär att en myra leder en annan myra långsamt längs en väg för att nå det nya boet. Följande myra lär sig rutten tillräckligt, så att den kan återvända hem och leda en annan myra till det nya boet. Denna process fortsätter en myra i taget. 

Nigel Franks är professor vid Bristols School of Biological Sciences. 

"Undervisning är så viktig i våra egna liv att vi ägnar mycket tid åt att antingen instruera andra eller lära oss själva", säger prof. Franks. "Detta borde få oss att undra om undervisning faktiskt förekommer bland icke-mänskliga djur. Och faktiskt, det första fallet där undervisning demonstrerades rigoröst hos något annat djur var i en myra.” 

Teamet satte sig för att bättre förstå denna undervisning, och trodde att om de kunde ersätta läraren, skulle de till stor del förstå alla de viktigaste delarna av processen. 

Konstruera och testa bots

För att uppnå detta byggde forskarna en stor arena med ett avstånd mellan myrornas gamla bo, som medvetet gjordes för att vara av låg kvalitet, och det nya och förbättrade boet. För att styra roboten att röra sig längs antingen raka eller vågiga rutter, placerade laget en portal ovanpå arenan som kunde röra sig fram och tillbaka med en liten glidande robot fäst vid den. De fäste sedan attraktiva doftkörtlar från en arbetarmyra till roboten, vilket gav den feromonerna som en myrlärare. 

"Vi väntade på att en myra skulle lämna det gamla boet och sätta robotnålen, prydd med attraktiva feromoner, direkt framför den," sa prof. Franks. "Nålshuvudet var programmerat att röra sig mot det nya boet antingen på en rak bana eller på en vackert slingrande. Vi var tvungna att låta roboten avbrytas i sin resa, av oss, så att vi kunde vänta på att följande myra skulle komma ikapp efter att den hade sett sig omkring för att lära sig landmärken.” 

När följemyran hade letts av roboten till det nya boet, lät vi den undersöka det nya boet och sedan, i sin egen tid, påbörja sin hemresa. Vi använde sedan portalen automatiskt för att spåra den återvändande myrans väg”, fortsatte han. 

Teamet upptäckte att roboten framgångsrikt lärde myrlärlingarna vägen, och myrorna visste hur de skulle ta sig tillbaka till det gamla boet oavsett om de tog en slingrande eller rak väg. 

 "En rak väg kan vara snabbare men en slingrande väg skulle ge mer tid under vilken följande myra bättre skulle kunna lära sig landmärken så att den kunde hitta hem lika effektivt som om den hade varit på en rak väg," fortsatte prof. Franks. 

”Det avgörande är att vi kunde jämföra prestandan hos myrorna som roboten hade lärt ut med de som vi bar till platsen för det nya boet och som inte hade haft möjlighet att lära sig rutten. De undervisade myrorna hittade hem mycket snabbare och framgångsrikare.”

Teamet av forskare inkluderade också studenterna Jacob Podesta, en nuvarande doktorand vid York, och Edward Jarvis, en före detta masterstudent vid professor Franks labb. Dr Alan Workley och Dr Ana Sendova-Franks deltog också i studien.