Robot ayuda a revelar cómo las hormigas transmiten el conocimiento

Los científicos han desarrollado un pequeño robot para entender cómo las hormigas se enseñan unas a otras.

El equipo construyó el robot para imitar el comportamiento de las hormigas de roca que utilizan la instrucción uno a uno, en la que una hormiga que ha descubierto un nuevo nido mucho mejor puede enseñarle la ruta a otro individuo.

Los hallazgos, publicados en el Revista de Biología Experimental hoy, confirma que la mayoría de los elementos importantes de la enseñanza en estas hormigas ahora se entienden porque la hormiga docente puede ser reemplazada por una máquina.

La clave de este proceso de enseñanza es la carrera en tándem, donde una hormiga literalmente lleva a otra hormiga muy lentamente a lo largo de una ruta hacia el nuevo nido. La hormiga pupila aprende la ruta lo suficientemente bien como para encontrar su propio camino de regreso a casa y luego conducir una carrera en tándem con otra hormiga hasta el nuevo nido, y así sucesivamente.

El profesor Nigel Franks de la Facultad de Ciencias Biológicas de Bristol dijo: «La enseñanza es tan importante en nuestras propias vidas que pasamos mucho tiempo instruyendo a otros o aprendiendo de nosotros mismos. Esto debería llevarnos a preguntarnos si la enseñanza realmente ocurre entre los que no son animales humanos. Y, de hecho, el primer caso en el que la enseñanza se demostró rigurosamente en cualquier otro animal fue en una hormiga». El equipo quería determinar qué era necesario y suficiente en tal enseñanza. Si pudieron construir un robot que reemplazó con éxito al maestro, esto debería demostrar que entendieron en gran medida todos los elementos esenciales en este proceso.

Los investigadores construyeron una gran arena para que hubiera una distancia apreciable entre el viejo nido de hormigas, que fue hecho deliberadamente para ser de baja calidad, y uno nuevo mucho mejor al que un robot podría guiar a las hormigas. Se colocó un pórtico encima de la arena para moverse de un lado a otro con un pequeño robot deslizante adjunto, de modo que los científicos pudieran dirigir el robot para que se moviera a lo largo de rutas rectas u onduladas. Atractivas glándulas aromáticas de una hormiga obrera se unieron al robot para darle las feromonas de una hormiga maestra.

El profesor Franks explicó: «Esperamos a que una hormiga abandonara el antiguo nido y pusimos el alfiler del robot, adornado con feromonas atractivas, directamente delante de ella. La cabeza del alfiler estaba programada para moverse hacia el nuevo nido, ya sea en un camino recto o en un maravillosamente sinuoso. Tuvimos que permitir que el robot fuera interrumpido en su viaje, por nosotros, para que pudiéramos esperar a que la siguiente hormiga nos alcanzara después de haber mirado alrededor para aprender puntos de referencia».

«Cuando el robot llevó a la hormiga seguidora al nuevo nido, permitimos que examinara el nuevo nido y luego, a su debido tiempo, comenzara su viaje de regreso a casa. Luego usamos el pórtico automáticamente para rastrear el camino del hormiga que regresa».

El equipo descubrió que el robot le había enseñado la ruta con éxito a la hormiga aprendiz. Las hormigas conocían el camino de regreso al viejo nido si habían tomado un camino sinuoso o uno recto.

El profesor Franks explicó: «Un camino recto podría ser más rápido, pero un camino sinuoso proporcionaría más tiempo en el que la siguiente hormiga podría aprender mejor los puntos de referencia para poder encontrar el camino a casa de manera tan eficiente como si hubiera estado en un camino recto».

«De manera crucial, pudimos comparar el desempeño de las hormigas a las que el robot había enseñado con las que llevamos al sitio del nuevo nido y que no habían tenido la oportunidad de aprender la ruta. Las hormigas enseñadas encontraron el camino a casa mucho más rápido. y con éxito».

Los experimentos fueron realizados por los estudiantes universitarios Jacob Podesta, quien ahora es Ph.D. estudiante en York, y Edward Jarvis, quien también fue estudiante de maestría en el laboratorio del profesor Nigel Franks. La programación del pórtico estuvo a cargo del Dr. Alan Worley y todos los análisis estadísticos fueron realizados por la Dra. Ana Sendova-Franks.

Su enfoque debería hacer posible interrogar más exactamente lo que está involucrado en una enseñanza exitosa.