Вчені використовують робота, щоб зрозуміти спілкування мурах

Група вчених з Університету Брістоля розробила малий робот, який допомагає їм зрозуміти, як мурахи навчають одна одну. Робот був створений для імітації поведінки кам’яних мурах, які покладаються на індивідуальне навчання.

Це індивідуальне навчання дозволяє мурахі, яка відкрила краще гніздо, навчити іншу окрему мураху маршруту до нього.

Результати дослідження були опубліковані в Journal of Experimental Biology.

Розуміння «навчання» мурах

Ці нові знання відкривають багато можливостей, оскільки вони означають, що важливі елементи навчання серед цих мурах тепер у великому ступені зрозумілі, а навчальна мураха може бути замінена машиною.

Одним з основних аспектів цього нового навчального процесу є те, що одна мураха веде іншу мураху повільно по маршруту до нового гнізда. Мураха, яка йде за першою, достатньо добре вчиться маршруту, щоб повернутися додому та привести іншу мураху до нового гнізда. Цей процес триває одна мураха за раз.

Найджел Франкс – професор школи біологічних наук Університету Брістоля.

«Навчання так важливо в нашому житті, що ми витрачаємо багато часу на те, щоб інструктувати інших або бути навченими самими», – каже професор Франкс. «Це повинно змусити нас задуматися, чи відбувається навчання серед тварин, які не є людьми. І, фактично, перший випадок, в якому навчання було продемонстровано суворо в будь-якій іншій тварині, був у мурахи».

Команда вирішила краще зрозуміти це навчання, вважаючи, що якщо вони зможуть замінити вчителя, вони зрозуміють усі основні елементи процесу.

Конструювання та тестування роботів

Для цього дослідники створили велику арену з відстанню між старим гніздом мурах, яке було свідомо зроблено низької якості, та новим і покращеним гніздом. Для того, щоб направити робота рухатися по прямому або звивистому маршруту, команда розмістила гантрі на верху арени, яка могла рухатися туди і назад з малим ковзним роботом, прикріпленим до неї. Потім вони прикріпили привабливі залози запаху від робочої мурахи до робота, що надало йому феромони вчителя-мурахи.

«Ми чекали, поки мураха покине старе гніздо, і поставили роботизований штифт, прикрашений привабливими феромонами, прямо перед ним», – сказав професор Франкс. «Штифт був запрограмований рухатися до нового гнізда або по прямому шляху, або по красивому звивистому шляху. Нам довелося дозволити роботові бути перерваним у його подорожі нами, щоб ми могли чекати, поки мураха-послідовник наздожене після того, як вона оглянула околиці, щоб вивчити орієнтири».

Коли мураха-послідовник була приведена роботом до нового гнізда, ми дозволили їй оглянути нове гніздо, а потім, у свій час, почати свій шлях додому. Потім ми використали гантрі автоматично для відстеження маршруту повернення мурахи», – продовжував він.

Команда виявила, що робот успішно навчив маршрут учневим мурахам, а мурахи знали, як повернутися до старого гнізда, незалежно від того, чи вони рухалися по прямому чи звивистому шляху.

«Прямий шлях може бути швидшим, але звивистий шлях дає більше часу, протягом якого мураха-послідовник може краще вивчити орієнтири, щоб вона могла знайти свій шлях додому так же ефективно, як і по прямому шляху», – продовжував професор Франкс.

«Найважливіше, що ми могли порівняти результати мурах, яких навчив робот, з тими, яких ми перенесли на місце нового гнізда і які не мали можливості вивчити маршрут. Навчені мурахи знайшли свій шлях додому значно швидше та успішніше».

У складі команди вчених також були студенти Джейкоб Подеста, теперішній аспірант у Йорку, та Едвард Джарвіс, колишній студент магістратури в лабораторії професора Франкса. У дослідженні також брали участь доктор Алан Ворклі та доктор Ана Сендова-Франкс.