مطالعه فرایند انتقال دانش میان مورچهها به کمک علم رباتیک
تیم تحریریه- ۸ شهریور ۱۴۰۱
یک گروه پژوهشی با بررسی روند انتقال دانش میان مورچهها، رباتی ساختند که از رفتار مورچهها تقلید میکند؛ این مورچهها از یادگیری نفر به نفر استفاده میکنند، یعنی فرایندی که طی آن مورچهای که لانه بهتری پیدا کرده است، مسیر را به مورچه دیگر میآموزد.
طبق یافتههای این پژوهش که در ژورنال Experimental Biology منتشر شده است، ساخت و استفاده از یک ربات جدید، به دانشمندان اجازه داد، تا مؤلفههای آموزشی بهکاررفته میان مورچهها را درک کنند.
آیا فرایند یادگیری و انتقال دانش در مورچهها نیز وجود دارد؟
کلید فرایند یادگیری، دویدن همزمان دو مورچه است، بهنحوی که یک مورچه راه لانه جدید را به آهستگی به مورچه دیگر نشان میدهد. مورچه در حال آموزش بهخوبی این مسیر را یاد میگیرد و میتواند راه برگشت به خانه را پیدا کرده و این مسیر را به مورچه دیگری هم بیاموزد.
نیگل فرانکس، استاد دانشکده علوم زیستی دانشگاه بریستول، توضیح میدهد: «آموزش در زندگی ما انسانها نیز از اهمیت بالایی برخوردار است؛ به همین دلیل است که زمان زیادی را صرف آموختن یا آموزش دیگران میکنیم. پس بدیهی است به آموزش میان جانداران دیگر نیز علاقهمند باشیم. درواقع، اولین باری که فرایند آموزش در حیوانات دیگر به دقت مورد مطالعه قرار گرفت، فرایند یادگیری و انتقال دانش میان مورچهها بود.» پژوهشگران قصد داشتند مؤلفههای اساسی این فرایند را دریابند و به این نتیجه رسیدند که اگر رباتی بسازند که نقش «معلم» را ایفا کند، به درک بسیار بهتری از این فرایند دست مییابند.
در این راستا، پژوهشگران زمین بزرگی ساختند، تا فاصله بین لانه قدیمی (که عمداً با کیفیت پایین ساخته شده بود) و لانه جدید زیاد باشد. ربات مذکور این راه را به سایر مورچهها نشان میداد. یک دروازه ریلی بالای زمین قرار گرفت که پژوهشگران میتوانستند با جلو و عقب بردنش، ربات را حرکت دهند. غدههای تولیدکننده بوی جذبکننده از یک مورچه کارگر گرفته شده و به ربات متصل شده بود، تا فرومونهای لازم برای یک مورچه «معلم» را به آن بدهد.
رباتهای معلم
فرانکس میگوید: «منتظر ماندیم تا یکی از مورچهها، لانه قدیمی را ترک کرده و مورچه ربات آغشته به فرومونهای لازم را که روبهرویش قرار داشت دنبال کند. ربات به نحوی برنامهنویسی شده بود، تا با طی یک مسیر مستقیم یا سینوسی، به لانه جدید برود. در طی مسیر، گاهی اوقات باید ربات را متوقف میکردیم، تا مورچه دیگر بتواند نشانههای موجود در محیط اطراف را بیاموزد و به ربات برسد. وقتی این مورچه با هدایت ربات به لانه جدید رسید، اجازه دادیم لانه را بررسی کند و مسیر برگشتش را از سر بگیرد. سپس، از دروازه ریلی استفاده کردیم، تا مسیر بازگشت مورچه را رهگیری کنیم.»
پژوهشگران دریافتند که ربات توانسته است با موفقیت، مسیر را به مورچه بیاموزد. فارغ از مستقیم یا سینوسیبودن مسیر، مورچهها مسیر برگشتشان به لانه قدیمی را بهدرستی پیدا کردند.
فرانکس اضافه میکند: «حرکت در مسیر مستقیم سرعت بیشتری دارد، اما مسیر سینوسی زمان بیشتری برای یادگیری نشانههای محیطی در اختیار مورچه قرار میداد، تا بتواند راه برگشت به خانه را یاد بگیرد. در انتها، فرایند انتقال دانش میان مورچهها بررسی شد و عملکرد مورچههایی را که توسط ربات آموزشدیده بودند، با مورچههایی که خودمان به لانه جدید برده بودیم و نتوانسته بودند مسیر را بیاموزند، مقایسه کردیم و دریافتیم مورچههایی که آموزشدیده بودند، راه بازگشت را سریعتر و بهتر پیدا کردند.»
جیکوب پدستا، دانشجوی دکتری دانشگاه یورک، و ادوارد جارویس، دانشجوی آزمایشگاه نیگل فرانکس، سایر پژوهشگران حاضر در این پروژه بودند. دکتر آلن ورلی نیز مسئول برنامهنویسی دروازه ریلی بهکاررفته در آزمایشات بود. تحلیل آماری یافتهها نیز بر عهده دکتر آنا سندووا فرانکس قرار داشت.
رویکرد بهکاررفته در این پژوهش میتواند به مطالعه بیشتر مؤلفههای حیاتی فرایند آموزش موفقیتآمیز کمک کند.
جدیدترین اخبار هوش مصنوعی ایران و جهان را با هوشیو دنبال کنید
