นักวิทยาศาสตร์ใช้หุ่นยนต์เพื่อทำความเข้าใจการสื่อสารของมด

ทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยบริสตอลได้พัฒนาหุ่นยนต์ขนาดเล็กที่ช่วยให้พวกเขาเข้าใจว่ามดสอนกันอย่างไร หุ่นยนต์ถูกสร้างขึ้นเพื่อเลียนแบบพฤติกรรมของมดหิน ซึ่งพึ่งพาการสอนแบบตัวต่อตัว

การสอนแบบตัวต่อตัวนี้ทำให้มดที่ค้นพบรังที่ดีกว่าสามารถสอนเส้นทางไปยังรังนั้นให้มดอีกตัวหนึ่งได้

ผลการวิจัยของทีมได้รับการตีพิมพ์ใน Journal of Experimental Biology

การทำความเข้าใจมดที่ “สอน” กัน

ความรู้ใหม่นี้เปิดโอกาสมากมายเนื่องจากสิ่งที่สำคัญของการสอนระหว่างมดเหล่านี้ได้รับการทำความเข้าใจอย่างดี โดยมีมดที่สอนสามารถถูกแทนที่ด้วยเครื่องจักร

หนึ่งในประเด็นสำคัญของกระบวนการสอนใหม่นี้คือมดหนึ่งตัวนำมดอีกตัวหนึ่งไปตามเส้นทางเพื่อไปถึงที่อยู่อาศัยใหม่ มดที่ตามมาจะเรียนรู้เส้นทางได้ดีพอเพื่อที่จะกลับบ้านและนำมดอีกตัวหนึ่งไปที่รังใหม่ กระบวนการนี้ดำเนินต่อไปทีละตัว

ไนเจล แฟรงก์ส (Nigel Franks) เป็นศาสตราจารย์ที่โรงเรียนวิทยาศาสตร์ทางชีววิทยาแห่งบริสตอล

“การสอนมีความสำคัญมากในชีวิตของเรา จนเราใช้เวลามากไปกับการสอนผู้อื่นหรือรับการสอนด้วยตนเอง” ศาสตราจารย์แฟรงก์สกล่าว “สิ่งนี้ควรทำให้เราสงสัยว่าการสอนเกิดขึ้นจริงในสัตว์ที่ไม่ใช่มนุษย์หรือไม่ และอันที่จริง สัตว์ชนิดแรกที่มีการพิสูจน์อย่างเข้มงวดว่ามีการสอนก็คือมด”

ทีมนักวิจัยตั้งเป้าที่จะเข้าใจการเรียนรู้นี้ให้ดีขึ้น โดยเชื่อว่าหากพวกเขาสามารถแทนที่ผู้สอนได้ พวกเขาจะเข้าใจสิ่งที่สำคัญของกระบวนการได้

การสร้างและทดสอบหุ่นยนต์

เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ นักวิจัยได้สร้างสนามขนาดใหญ่โดยมีระยะห่างระหว่างที่อยู่อาศัยเก่าของมด ซึ่งถูกออกแบบให้มีคุณภาพต่ำ และที่อยู่อาศัยใหม่ที่ดีกว่า เพื่อควบคุมให้หุ่นยนต์เดินตามเส้นทางตรงหรือคดเคี้ยว ทีมวางโครงรางเคลื่อนที่ไว้เหนือสนาม โดยโครงนี้เลื่อนไปมาได้และมีหุ่นยนต์ขนาดเล็กติดอยู่ จากนั้นนำต่อมกลิ่นที่ดึงดูดมดจากมดงานมาติดบนหุ่นยนต์ เพื่อให้มีกลิ่นฟีโรโมนของมดผู้สอน

“เรารอจนกว่ามดจะออกจากที่อยู่อาศัยเก่าและวางเข็มหุ่นยนต์ที่มีกลิ่นฟีโรโมนดึงดูดไว้ตรงหน้ามัน” ศาสตราจารย์ Franks กล่าว “หุ่นยนต์ถูกตั้งโปรแกรมให้เคลื่อนที่ไปตามเส้นทางโดยตรงหรือเป็นเส้นโค้ง เราต้องให้หุ่นยนต์หยุดชั่วคราวเพื่อรอให้มดที่ตามมาเดินตามทัน หลังจากหยุดมองรอบตัวเพื่อเรียนรู้จุดสังเกต”

เมื่อมดที่ตามมาถูกนำโดยหุ่นยนต์ไปถึงที่อยู่อาศัยใหม่ เราได้ให้มดที่ตามมาได้สำรวจที่อยู่อาศัยใหม่และเริ่มเดินทางกลับบ้านเมื่อพร้อม จากนั้นเราใช้โครงรางติดตามเส้นทางของมดที่เดินกลับโดยอัตโนมัติ” เขากล่าวต่อ

ทีมนักวิจัยได้ค้นพบว่าหุ่นยนต์สามารถสอนเส้นทางให้กับมดที่ตามมาได้สำเร็จ และมดสามารถกลับบ้านได้ไม่ว่าจะเดินทางไปตามเส้นทางโดยตรงหรือเป็นเส้นโค้ง

“เส้นทางโดยตรงอาจจะเร็วกว่า แต่เส้นทางที่เป็นเส้นโค้งจะให้เวลาแก่มดที่ตามมาในการเรียนรู้จุดสังเกตได้ดีขึ้น จึงหาทางกลับบ้านได้อย่างมีประสิทธิภาพพอๆ กับการเดินตามเส้นทางตรง” ศาสตราจารย์ Franks กล่าวต่อ

“สิ่งที่สำคัญที่สุดคือ เราสามารถเปรียบเทียบผลการทำงานของมดที่หุ่นยนต์สอนได้กับมดที่เราได้นำไปไว้ที่ที่อยู่อาศัยใหม่โดยไม่ได้ให้โอกาสมดเหล่านั้นเรียนรู้เส้นทาง มดที่ถูกสอนโดยหุ่นยนต์สามารถกลับบ้านได้เร็วกว่าและสำเร็จมากกว่า”

ทีมนักวิจัยยังรวมถึงนักศึกษาระดับอุดมศึกษาจาค็อบ โพเดสตา ซึ่งเป็นนักศึกษาปริญญาเอกที่ยอร์กในปัจจุบัน และเอ็ดเวิร์ด จาร์วิส ซึ่งเป็นอดีตนักศึกษาระดับมหาบัณฑิตที่ห้องปฏิบัติการของศาสตราจารย์แฟรงก์ส นอกจากนี้ยังมีนักวิจัยอื่นๆ เช่น ดร.อาลัน วอร์คเลย์ และดร.อานา เซนโดวา-แฟรงค์