布里斯托大學(xué)的一個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種小型機(jī)器人，可以幫助他們了解螞蟻如何相互學(xué)習(xí)。該機(jī)器人是為了模仿巖蟻的行為而建造的，它們依賴一對(duì)一的輔導(dǎo)。

這種一對(duì)一的教學(xué)允許一只發(fā)現(xiàn)更好巢穴的螞蟻教另一只螞蟻到達(dá)那里的路線。

該團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果發(fā)表在《實(shí)驗(yàn)生物學(xué)雜志》上。

了解“教”螞蟻

這一新知識(shí)開辟了許多可能性，因?yàn)樗馕吨@些螞蟻中教學(xué)的重要元素現(xiàn)在已被廣泛了解，教學(xué)螞蟻可以被機(jī)器取代。

這一新教學(xué)過程的主要方面之一是一只螞蟻帶領(lǐng)另一只螞蟻沿著一條路線慢慢到達(dá)新巢穴。下面的螞蟻充分了解了路線，使其能夠回家并將另一只螞蟻帶到新的巢穴。這個(gè)過程一次只持續(xù)一只螞蟻。

Nigel Franks 是布里斯托爾生物科學(xué)學(xué)院的教授。

“教學(xué)在我們自己的生活中非常重要，以至于我們花費(fèi)大量時(shí)間指導(dǎo)他人或自學(xué)，”弗蘭克斯教授說(shuō)。“這應(yīng)該讓我們懷疑教學(xué)是否真的發(fā)生在非人類動(dòng)物中。而且，事實(shí)上，第一個(gè)在其他動(dòng)物身上得到嚴(yán)格證明的案例是在螞蟻身上。”

該團(tuán)隊(duì)著手更好地理解這種教學(xué)，相信如果他們可以更換老師，他們將在很大程度上理解該過程的所有主要元素。

構(gòu)建和測(cè)試機(jī)器人

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，研究人員建造了一個(gè)大型競(jìng)技場(chǎng)，在螞蟻的舊巢穴(故意將其設(shè)計(jì)為低質(zhì)量)和新的改良巢穴之間留有一定的距離。為了引導(dǎo)機(jī)器人沿著直線或波浪形路線移動(dòng)，該團(tuán)隊(duì)在競(jìng)技場(chǎng)頂部放置了一個(gè)龍門架，可以在其上連接一個(gè)小型滑動(dòng)機(jī)器人來(lái)回移動(dòng)。然后，他們將工蟻身上吸引人的氣味腺體連接到機(jī)器人上，這給了它螞蟻老師的信息素。

“我們等著一只螞蟻離開舊巢穴，然后把裝飾著誘人信息素的機(jī)器人別針放在它的正前方，”弗蘭克斯教授說(shuō)。“針頭被編程為沿著筆直的路徑或美麗彎曲的路徑向新巢移動(dòng)。我們必須允許機(jī)器人在旅途中被我們打斷，這樣我們就可以等待后面的螞蟻在它環(huán)顧四周學(xué)習(xí)地標(biāo)后趕上它。”

當(dāng)機(jī)器人將跟隨螞蟻帶到新巢穴時(shí)，我們?cè)试S它檢查新巢穴，然后在自己的時(shí)間開始回家的旅程。然后我們自動(dòng)使用龍門架跟蹤返回的螞蟻的路徑，”他繼續(xù)說(shuō)道。

團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，機(jī)器人成功地把路線傳授給了徒弟螞蟻，無(wú)論走彎路還是筆直路，螞蟻都知道如何回到老巢。

“一條筆直的路徑可能更快，但一條蜿蜒的路徑會(huì)提供更多的時(shí)間，讓后面的螞蟻可以更好地學(xué)習(xí)地標(biāo)，這樣它就可以像在筆直的路徑上一樣有效地找到回家的路，”弗蘭克斯教授繼續(xù)說(shuō)道。

“至關(guān)重要的是，我們可以將機(jī)器人教過的螞蟻的表現(xiàn)與我們帶到新巢穴所在地但沒有機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)路線的螞蟻的表現(xiàn)進(jìn)行比較。受過訓(xùn)練的螞蟻更快、更成功地找到了回家的路。”

科學(xué)家團(tuán)隊(duì)還包括本科生 Jacob Podesta，他目前是約克大學(xué)的博士生，以及 Edward Jarvis，他是 Frank 教授實(shí)驗(yàn)室的前碩士生。參與這項(xiàng)研究的還有 Alan Workley 博士和 Ana Sendova-Franks 博士。