Jak uczą się mrówki? Robot nauczyciel odkrywa sekrety owadów
Mrówki potrafią uczyć się od siebie nawzajem. Stworzony przez brytyjskich naukowców minirobot potrafi przekazywać owadom wiedzę na temat tego, jaką trasą dotrzeć do celu.
Praca nauczyciela nie jest łatwa bez względu na gatunek. Mrówki-robotnice, które pełnią często rolę zwiadowców całego mrowiska, mają szczególnie trudne zadanie, bo muszą przekazać całej kolonii informacje o tym, gdzie można znaleźć pożywienie, gdzie są zagrożenia, czy też gdzie jest lepsze miejsce, do którego można byłoby przenieść mrowisko. Od tego, czy im się to uda, może zależeć przetrwanie całej mrówczej społeczności.
Robot bada, jak uczą się mrówki
Aby sprawdzić, jak działa mrówcza edukacja, zespół naukowców z Uniwersytetu Bristolu stworzył robota, który miał nauczyć mrówki dotrzeć do stworzonego przez naukowców atrakcyjnego celu - świetnej miejscówki na nowe mrowisko. Naukowcy chcieli w ten sposób pokazać, że proces mrówczej nauki rozumiemy już na tyle dobrze, że możemy sami zacząć uczyć owady. Wynik ich badań opublikowano w Journal of Experimental Biology.
"Nauczanie jest niezwykle ważne w naszym życiu. Spędzamy mnóstwo czasu na instruowaniu innych lub uczeniu się samemu" - pisze kierujący badaniami prof. Nigel Banks. "Pierwszym przypadkiem, w którym u jakiegokolwiek innego zwierzęcia odnotowano zdolność do nauki, była mrówka. Chcieliśmy ustalić, co jest konieczne i wystarczające dla takiego procesu. Jeśli zdołamy zbudować robota, który z powodzeniem zastąpi nauczyciela, będzie to znaczyło, że w dużej mierze zrozumieliśmy istotne elementy tego procesu".
Kluczem jest "bieganie w tandemie". Jedna mrówka prowadzi drugą mrówkę dość powoli trasą prowadzącą do celu. Mrówka-uczennica uczy się na tyle dobrze, że natychmiast jest w stanie odnaleźć drogę powrotną do gniazda i nauczyć kolejnego owada tego, jak dotrzeć do celu.
Mrówcza edukacja
Naukowcy zbudowali więc dużą arenę, na której w znacznej odległości od siebie umieścili gniazdo dla mrówek (niezbyt wysokiej jakości) oraz o wiele lepsze, potencjalne gniazdo, do którego mrówki miał zaprowadzić robot. Nad areną umieszczono suwnicę, która poruszała się tam i z powrotem poruszając małym robotem, tak aby naukowcy mogli kierować nim po prostych lub falistych trasach. Robocika wyposażono w gruczoły zapachowe mrówki robotnicy.
"Czekaliśmy aż mrówka opuści stare gniazdo i umieściliśmy robota bezpośrednio przed nią" - tłumaczy prof. Banks. "Robot poruszał się w kierunku nowego gniazda po prostej lub pięknie wijącej się ścieżce. Od czasu do czasu zatrzymywaliśmy ruch robota by poczekać, aż ucząca się mrówka go dogoniła po tym, jak rozejrzała się i poznała punkty orientacyjne".
"Gdy mrówka podążająca została zaprowadzona przez robota do nowego gniazda, pozwoliliśmy jej je zbadać, a następnie rozpocząć podróż do domu. Suwnica śledziła trasę powracającej mrówki" - tłumaczy badacz. Zespół odkrył, że robot rzeczywiście z powodzeniem nauczył mrówkę tego, jak pokonać trasę. Mrówki znały drogę powrotną do starego gniazda, niezależnie od tego, czy wybrały krętą, czy prostą ścieżkę.
"Prosta ścieżka może być szybsza, ale kręta ścieżka zapewniłaby więcej czasu, w którym następująca mrówka mogłaby lepiej poznać punkty orientacyjne, aby mogła znaleźć drogę do domu" mówi prof. Banks. "Co najważniejsze, mogliśmy porównać zachowanie mrówek, które uczyły się od robota, z tymi, które zanieśliśmy na miejsce nowego gniazda i które nie miały możliwości poznania trasy. Nauczone mrówki znacznie szybciej odnalazły drogę do domu".
