Forskare använder robot för att förstå kommunikation hos myror

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 härma beteendet hos stenmyror, som förlitar sig på en-till-en-instruktörer.

Denna en-till-en-instruktör är vad som tillåter en myra som upptäcker ett bättre bo att lära en annan myra vägen dit.

Teamets fynd publicerades i Journal of Experimental Biology.

Att förstå “undervisande” myror

Denna nya kunskap öppnar upp många möjligheter eftersom det betyder att de viktiga elementen i undervisningen bland dessa myror nu till stor del är förstådda, med den undervisande myran 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 till det nya boet. Den följande myran lär sig vägen tillräckligt bra för att kunna återvända hem och leda en annan myra till det nya boet. Denna process fortsätter en myra i taget.

Nigel Franks är professor vid Bristol’s School of Biological Sciences.

“Undervisning är så viktig i våra egna liv att vi tillbringar en stor del av tiden med att antingen instruera andra eller bli undervisade själva”, säger professor Franks. “Detta borde få oss att undra om undervisning faktiskt förekommer bland icke-mänskliga djur. Och, i själva verket, var det första fallet där undervisning demonstrerades rigoröst i något annat djur en myra.”

Teamet satte sig för att bättre förstå denna undervisning, med tanken att om de kunde ersätta läraren, skulle de till stor del förstå alla de viktigaste elementen i processen.

Att konstruera och testa robotarna

För att uppnå detta konstruerade forskarna en stor arena med ett avstånd mellan myrornas gamla bo, som medvetet gjordes lågkvalitativt, och det nya och förbättrade boet. För att styra roboten att förflytta sig längs antingen raka eller vindlande vägar placerade teamet en gånge ovanpå arenan som kunde förflytta sig fram och tillbaka med en liten, skjutande robot fäst vid den. De fäste sedan attraktiva doftkörtlar från en arbetarmyra vid roboten, vilket gav den feromonerna från en myralärare.

“Vi väntade på att en myra skulle lämna det gamla boet och placerade sedan robotnålen, prydd med attraktiva feromoner, rakt framför den”, sa professor Franks. “Nålspetsen var programmerad att förflytta sig mot det nya boet antingen på en rak väg eller på en vacker, slingrande väg. Vi var tvungna att tillåta att roboten avbröts i sin resa, av oss, så att vi kunde vänta på att den följande myran skulle komma ikapp efter att den hade tittat runt för att lära sig landmärken.”

När den följande myran hade lettts av roboten till det nya boet, tillät vi den att undersöka det nya boet och sedan, på egen hand, börja sin resa hemåt. Vi använde sedan gången automatiskt för att spåra den återvändande myrans väg”, fortsatte han.

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

“En rak väg kan vara snabbare, men en vindlande väg skulle ge mer tid för den följande myran att bättre lära sig landmärken, så att den kunde hitta sin väg hem så effektivt som om den hade varit på en rak väg”, fortsatte professor Franks.

“Avgörande var att vi kunde jämföra prestationen hos myrorna som roboten hade lärt med de som vi bar till platsen för det nya boet och som inte hade haft möjlighet att lära sig vägen. De undervisade myrorna hittade sin väg hem mycket snabbare och mer framgångsrikt.”

Forskarteamet inkluderade också studenter Jacob Podesta, en nuvarande doktorand vid York, och Edward Jarvis, en tidigare masterstudent vid professor Franks lab. Även Dr. Alan Workley och Dr. Ana Sendova-Franks deltog i studien.