科学家使用机器人理解蚂蚁通信

布里斯托大学的一个科学家团队开发了一种小型机器人，可以帮助他们了解蚂蚁如何相互学习。该机器人是为了模仿岩蚁的行为而建造的，它们依赖一对一的辅导。

这种一对一的教学允许一只发现更好巢穴的蚂蚁教另一只蚂蚁到达那里的路线。

该团队的研究结果发表在《实验生物学杂志》上。

了解“教”蚂蚁

这一新知识开辟了许多可能性，因为它意味着这些蚂蚁中教学的重要元素现在已被广泛了解，教学蚂蚁可以被机器取代。

这一新教学过程的主要方面之一是一只蚂蚁带领另一只蚂蚁沿着一条路线慢慢到达新巢穴。下面的蚂蚁充分了解了路线，使其能够回家并将另一只蚂蚁带到新的巢穴。这个过程一次只持续一只蚂蚁。

Nigel Franks 是布里斯托尔生物科学学院的教授。

“教学在我们自己的生活中非常重要，以至于我们花费大量时间指导他人或自学，”弗兰克斯教授说。“这应该让我们怀疑教学是否真的发生在非人类动物中。而且，事实上，第一个在其他动物身上得到严格证明的案例是在蚂蚁身上。”

该团队着手更好地理解这种教学，相信如果他们可以更换老师，他们将在很大程度上理解该过程的所有主要元素。

构建和测试机器人

为了实现这一目标，研究人员建造了一个大型竞技场，在蚂蚁的旧巢穴(故意将其设计为低质量)和新的改良巢穴之间留有一定的距离。为了引导机器人沿着直线或波浪形路线移动，该团队在竞技场顶部放置了一个龙门架，可以在其上连接一个小型滑动机器人来回移动。然后，他们将工蚁身上吸引人的气味腺体连接到机器人上，这给了它蚂蚁老师的信息素。

“我们等着一只蚂蚁离开旧巢穴，然后把装饰着诱人信息素的机器人别针放在它的正前方，”弗兰克斯教授说。“针头被编程为沿着笔直的路径或美丽弯曲的路径向新巢移动。我们必须允许机器人在旅途中被我们打断，这样我们就可以等待后面的蚂蚁在它环顾四周学习地标后赶上它。”

当机器人将跟随蚂蚁带到新巢穴时，我们允许它检查新巢穴，然后在自己的时间开始回家的旅程。然后我们自动使用龙门架跟踪返回的蚂蚁的路径，”他继续说道。

团队发现，机器人成功地把路线传授给了徒弟蚂蚁，无论走弯路还是笔直路，蚂蚁都知道如何回到老巢。

“一条笔直的路径可能更快，但一条蜿蜒的路径会提供更多的时间，让后面的蚂蚁可以更好地学习地标，这样它就可以像在笔直的路径上一样有效地找到回家的路，”弗兰克斯教授继续说道。

“至关重要的是，我们可以将机器人教过的蚂蚁的表现与我们带到新巢穴所在地但没有机会学习路线的蚂蚁的表现进行比较。受过训练的蚂蚁更快、更成功地找到了回家的路。”

科学家团队还包括本科生 Jacob Podesta，他目前是约克大学的博士生，以及 Edward Jarvis，他是 Frank 教授实验室的前硕士生。参与这项研究的还有 Alan Workley 博士和 Ana Sendova-Franks 博士。