Вчені використовують робота, щоб зрозуміти комунікацію мурах

Команда вчених з Університету Брістоля розробила маленького робота, який допомагає їм зрозуміти, як мурахи навчають один одного. Робот був побудований для імітації поведінки кам’яних мурах, які покладаються на індивідуальне навчання.

Це індивідуальне навчання дозволяє мурасі, яка відкрила краще гніздо, навчити іншу мураху шлях до нього.

Результати дослідження були опубліковані в Журналі експериментальної біології.

Розуміння мурах-«учителів»

Це нове знання відкриває багато можливостей, оскільки воно означає, що важливі елементи навчання серед цих мурах тепер у великому ступені зрозумілі, а мураха-вчителька може бути замінена машиною.

Одним з основних аспектів цього нового процесу навчання є те, що одна мураха повільно веде іншу мураху по маршруту до нового гнізда. Наступна мураха достатньо вивчає маршрут, щоб повернутися додому і повести іншу мураху до нового гнізда. Цей процес триває одна мураха за раз.

Найджел Френкс – професор школи біологічних наук Брістоля.

«Навчання так важливо в нашому житті, що ми витрачаємо багато часу на те, щоб інструктувати інших або бути навченими самими», – говорить професор Френкс. «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 іншій тварині, був у мурах».

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

Конструювання і тестування роботів

Для цього дослідники побудували велику арену з відстанню між старим гніздом мурах, яке було спеціально зроблено низької якості, і новим покращеним гніздом. Для того, щоб спрямувати робота рухатися по прямому або хвилястому маршруту, команда поставила над ареною систему, яка могла рухатися туди і назад з маленьким ковзним роботом, прикріпленим до неї. Потім вони прикріпили пахучі залози з привабливим запахом від мурахи-робітниці до робота, що дало йому феромони мурахи-вчительки.

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

Коли мураху, яка йшла слідом, було приведено роботом до нового гнізда, ми дозволили їй оглянути нове гніздо, а потім, у свій час, почати свій шлях додому. Потім ми використали систему для автоматичного відстеження маршруту повернення мурахи», – продовжував він.

Команда виявила, що робот успішно навчив мурах-учениць маршруту, і мурахи знали, як повернутися до старого гнізда, незалежно від того, чи вони брали прямий чи хвилястий шлях.

«Прямий шлях може бути швидшим, але хвилястий шлях дав би більше часу, протягом якого наступна мураха могла б краще вивчити орієнтири, щоб знайти свій шлях додому так само ефективно, як і по прямому шляху», – продовжував професор Френкс.

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

У команду вчених також входили студенти бакалаврату Джейкоб Подеста, який зараз є аспірантом у Йорку, і Едвард Джарвіс, колишній студент-магістр у лабораторії професора Френкса. У дослідженні також брали участь доктор Алан Ворклі і доктор Ана Сендова-Френкс.