Un robot aide à révéler comment les fourmis transmettent les connaissances

Les scientifiques ont développé un petit robot pour comprendre comment les fourmis s’instruisent les unes les autres.

L’équipe a construit le robot pour imiter le comportement des fourmis des rochers qui utilisent l’enseignement individuel, dans lequel une fourmi qui a découvert un bien meilleur nouveau nid peut enseigner l’itinéraire à un autre individu.

Les conclusions, publiées dans le Journal de biologie expérimentale aujourd’hui, confirment que la plupart des éléments importants de l’enseignement chez ces fourmis sont désormais compris car la fourmi enseignante peut être remplacée par une machine.

La clé de ce processus d’enseignement est la course en tandem où une fourmi conduit littéralement une autre fourmi assez lentement le long d’une route vers le nouveau nid. L’élève fourmi apprend suffisamment bien l’itinéraire pour pouvoir retrouver son propre chemin de retour puis mener une course en tandem avec une autre fourmi jusqu’au nouveau nid, et ainsi de suite.

Le professeur Nigel Franks de l’École des sciences biologiques de Bristol a déclaré : « L’enseignement est si important dans nos propres vies que nous passons beaucoup de temps soit à instruire les autres, soit à nous apprendre nous-mêmes. Cela devrait nous amener à nous demander si l’enseignement se produit réellement parmi les non- animaux humains. Et, en fait, le premier cas dans lequel l’enseignement a été rigoureusement démontré chez tout autre animal était chez une fourmi. L’équipe a voulu déterminer ce qui était nécessaire et suffisant dans un tel enseignement. S’ils pouvaient construire un robot qui remplaçait avec succès l’enseignant, cela devrait montrer qu’ils comprenaient largement tous les éléments essentiels de ce processus.

Les chercheurs ont construit une grande arène afin qu’il y ait une distance appréciable entre l’ancien nid de fourmis, volontairement de mauvaise qualité, et un nouveau bien meilleur où les fourmis pourraient être conduites par un robot. Un portique a été placé au sommet de l’arène pour se déplacer d’avant en arrière avec un petit robot coulissant attaché à celui-ci, afin que les scientifiques puissent diriger le robot pour qu’il se déplace le long de routes droites ou ondulées. Des glandes odoriférantes attrayantes d’une fourmi ouvrière ont été attachées au robot pour lui donner les phéromones d’une fourmi enseignante.

Le professeur Franks a expliqué : « Nous avons attendu qu’une fourmi quitte l’ancien nid et avons placé la broche du robot, ornée de phéromones attrayantes, directement devant elle. La tête d’épingle a été programmée pour se déplacer vers le nouveau nid soit sur un chemin droit, soit sur un Nous avons dû permettre au robot d’être interrompu dans son voyage, par nous, afin que nous puissions attendre que la fourmi suivante nous rattrape après qu’elle ait regardé autour d’elle pour apprendre des points de repère.

« Lorsque la fourmi suiveuse a été conduite par le robot vers le nouveau nid, nous lui avons permis d’examiner le nouveau nid, puis, à son rythme, de commencer son voyage de retour. Nous avons ensuite utilisé le portique pour suivre automatiquement le chemin de la fourmi de retour. »

L’équipe a découvert que le robot avait en effet enseigné l’itinéraire avec succès à l’apprentie fourmi. Les fourmis connaissaient le chemin du retour vers l’ancien nid, qu’elles aient pris un chemin sinueux ou droit.

Le professeur Franks a expliqué: « Un chemin droit pourrait être plus rapide, mais un chemin sinueux donnerait plus de temps pendant lequel la fourmi suivante pourrait mieux apprendre les points de repère afin qu’elle puisse retrouver son chemin aussi efficacement que si elle avait suivi un chemin droit. »

« Fondamentalement, nous avons pu comparer les performances des fourmis que le robot avait enseignées avec celles que nous avons transportées sur le site du nouveau nid et qui n’avaient pas eu l’occasion d’apprendre l’itinéraire. Les fourmis apprises ont retrouvé leur chemin beaucoup plus rapidement. et avec succès. »

Les expériences ont été menées par les étudiants de premier cycle Jacob Podesta, qui est maintenant titulaire d’un doctorat. étudiant à York, et Edward Jarvis, qui était également étudiant à la maîtrise au laboratoire du professeur Nigel Franks. La programmation du portique a été réalisée par le Dr Alan Worley et toutes les analyses statistiques ont été conduites par le Dr Ana Sendova-Franks.

Leur approche devrait permettre d’interroger plus précisément ce qu’implique un enseignement réussi.