Các nhà khoa học sử dụng robot để hiểu giao tiếp của kiến

Một nhóm các nhà khoa học tại Đại học Bristol đã phát triển một robot nhỏ giúp họ hiểu cách kiến dạy lẫn nhau. Robot được xây dựng để mô phỏng hành vi của kiến đá, những con kiến này dựa vào hướng dẫn một-một.

Hướng dẫn một-một này cho phép một con kiến phát hiện ra một tổ mới tốt hơn để dạy cho một con kiến khác đường đi đến đó.

Các phát hiện của nhóm được công bố trên Tạp chí Sinh học Thực nghiệm.

Hiểu kiến “dạy”

Kiến thức mới này mở ra nhiều khả năng vì nó có nghĩa là các yếu tố quan trọng của việc dạy học giữa những con kiến này hiện đã được hiểu rõ, với con kiến dạy có thể được thay thế bằng một máy.

Một trong những khía cạnh chính của quá trình dạy học mới này liên quan đến một con kiến dẫn một con kiến khác chậm rãi dọc theo một tuyến đường để đến tổ mới. Con kiến theo sau sẽ học đủ đường để có thể trở về nhà và dẫn một con kiến khác đến tổ mới. Quá trình này tiếp tục một con kiến tại một thời điểm.

Nigel Franks là giáo sư tại Trường Khoa học Sinh học của Bristol.

“Dạy học rất quan trọng trong cuộc sống của chúng ta, vì vậy chúng ta dành rất nhiều thời gian để hướng dẫn người khác hoặc được dạy bởi người khác,” Giáo sư Franks nói. “Điều này nên khiến chúng ta tự hỏi liệu việc dạy học thực sự xảy ra giữa các động vật không phải loài người. Và, thực tế, trường hợp đầu tiên mà việc dạy học được chứng minh một cách nghiêm ngặt trong bất kỳ loài động vật nào là trong loài kiến.”

Nhóm nghiên cứu đã đặt ra mục tiêu để hiểu rõ hơn về việc dạy học này, tin rằng nếu họ có thể thay thế người dạy, họ sẽ hiểu hầu hết các yếu tố chính của quá trình.

Xây dựng và thử nghiệm robot

Để đạt được điều này, các nhà nghiên cứu đã xây dựng một khu vực lớn với khoảng cách giữa tổ cũ của kiến, được thiết kế có chất lượng thấp, và tổ mới và tốt hơn. Để chỉ đạo robot di chuyển dọc theo các tuyến đường thẳng hoặc gợn sóng, nhóm đã đặt một giàn trên khu vực đó có thể di chuyển qua lại với một robot trượt nhỏ gắn vào nó. Họ sau đó gắn các tuyến mùi hấp dẫn từ một công nhân kiến vào robot, cung cấp cho nó pheromone của một con kiến dạy.

“Chúng tôi đã chờ một con kiến rời tổ cũ và đặt đầu robot, trang trí với pheromone hấp dẫn, trực tiếp trước nó,” Giáo sư Franks nói. “Đầu robot được lập trình để di chuyển đến tổ mới theo một đường thẳng hoặc một đường gợn sóng đẹp. Chúng tôi phải cho phép robot bị gián đoạn trong hành trình của nó, bởi chúng tôi, để chúng tôi có thể chờ con kiến theo sau bắt kịp sau khi nó đã nhìn xung quanh để học các điểm mốc.”

Khi con kiến theo sau đã được robot dẫn đến tổ mới, chúng tôi cho phép nó kiểm tra tổ mới và sau đó, theo thời gian của nó, bắt đầu hành trình trở về nhà. Chúng tôi sau đó sử dụng giàn tự động để theo dõi đường đi của con kiến trở về, ”ông tiếp tục.

Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng robot đã dạy thành công đường đi cho các con kiến học việc, và các con kiến biết cách trở về tổ cũ dù chúng đã đi theo đường thẳng hay gợn sóng.

“Một đường thẳng có thể nhanh hơn, nhưng một đường gợn sóng sẽ cung cấp nhiều thời gian hơn để con kiến theo sau có thể học tốt hơn các điểm mốc, vì vậy nó có thể tìm đường về nhà một cách hiệu quả như nếu nó đã đi trên một đường thẳng,” Giáo sư Franks tiếp tục.

“Điều quan trọng là, chúng tôi có thể so sánh hiệu suất của các con kiến mà robot đã dạy với những con kiến mà chúng tôi đã mang đến địa điểm của tổ mới và những con kiến đó đã không có cơ hội để học đường đi. Các con kiến được dạy đã tìm đường về nhà nhanh hơn và thành công hơn.”

Nhóm các nhà khoa học cũng bao gồm các sinh viên đại học Jacob Podesta, một sinh viên tiến sĩ hiện tại tại York, và Edward Jarvis, một cựu sinh viên thạc sĩ tại phòng thí nghiệm của Giáo sư Frank. Cũng tham gia vào nghiên cứu là Tiến sĩ Alan Workley và Tiến sĩ Ana Sendova-Franks.