研究者はミニチュアロボットを使用して、実際のアリが自分のネットワークを操作する方法を模倣しました。 クレジット：Simon Garnier、et al
アリにとって、彼らが残すフェロモンを含んだ採餌トレイルはライフラインのようなものです。彼らは労働者を以前に発見された食物ハブに導き、巣に帰るのを助けます。
これらのトレイルのネットワークは何百フィートにも及ぶことがあり、多くの働きアリが半分以下であることを考えると、かなりの成果です 1インチ 長さで。 あるタイプのハーベスターアリは、巣の入り口から82フィート伸びるトレイル（PDF）のセットを置くことができます。 わずか5ミリメートル（1インチの5分の1）の大きさの昆虫である木アリの足跡は656フィートに達し、各足跡は各足跡の最大10箇所でより多くの経路に分岐しています。 ハキリバチ蟻は、ほぼ2エーカー半の広さで広がるネットワークを構築できます。
これらの種のアリは、コロニーの巣と食物源の間の最短経路をたどる傾向があり、旅を始めた方向からできるだけ迷わない枝をたどります。 分岐点として知られるトレイルのネットワーク内の分岐点は対称ではなく、同じサイズの角度に分岐しません。 しかし、アリは高度な幾何学感覚を使用して経路を追跡し、道路を選択する前に道路の角度を測定しますか？
詳細については、ニュージャージー工科大学（NJIT）およびフランスの動物認知研究センターの研究者が、ミニチュアロボットを使用して、移動中のアルゼンチンアリのコロニーの行動を再現しました。 このアリの種は、視力が非常に悪く、高速でダーツを出しますが、廊下を通過した後、家から食物へ、またはその逆に廊下を移動できます。
周囲に障害物がない場合、アリはコースから逸脱することなく直線で歩くことを好みます。 人々もそのようなものです。もし私たちと同じ道にあるレストランに向かって通りを歩いていたら、何かが私たちの道をふさがない限り、反対側の歩道に渡ることはありません。 この障害物回避の感覚をロボットに吹き込むために、研究者は障害物を回避し、フェロモンでコーティングされた経路の代わりとして使用した光跡をたどるようにプログラミングしました。
「アリス」、2センチメートル（1インチ未満）を測定する小さなロボットで、2つの光受容体を使用して光の軌跡をたどります。 クレジット：Simon Garnier、et al
この研究のアリスと呼ばれる10台の小さなロボットは、巣の入り口を表す開始点から食料源を示す終了点まで、サイズの約60から70倍の迷路のような環境をナビゲートするように任命されました。 アリのアンテナを模倣した2つの光受容体が光のビームを検出しました。 ロボットが迷路を移動するにつれて、研究者は小さな機械の計画にレンチを導入しました。旅のランダムなポイントで、ロボットは回転し、アリが蛇行する歩行を模倣するメカニズムです。 。 実際のアリは物理的にUターンを行うのにあまり効率的ではないため、これらのランダムターンは30度以下の角度で回転します。
以下のスピードアップビデオでは、研究者は複雑なネットワークでアリスのナビゲーションスキルをテストし、「巣」（右側）と「食料源（左側）」の間の最短ルートを選択するよう求めています。 迷路に投射されたさまざまな光線は、光受容体が作動するにつれてネットワーク内のロボットの動きを変えました。
研究者たちは、迷路の幾何学についての知識がなくても、ロボットアリは実際のアリとまったく同じように振る舞うことを発見しました。 彼らが道路の分岐点に到達すると、ロボットは最初の軌道から最も逸脱しない経路を選択しました 、角度を測定するための装備がなかったとしても 彼らは光跡を見つけたとき、その道をたどった。
研究者によると、これはアルゼンチンのアリが複雑な認知プロセスを使用してさまざまなトレイルのジオメトリを計算する必要がない可能性があることを意味します。 しかし、食料への最短ルートにつながる道路で分岐点を取ると、コロニー全体の採餌の成功率が大幅に向上します。 したがって、食物がどこにあるかについての直感的な空間的知識を備えたフェロモンを使用すると、アリが正しい軌道に乗ることができます。 より多くのアリが食物への経路をたどるにつれて、フェロモンは経路に沿ってより集中し、さらに旅行していないアリを案内するのを助けます。 実際、道路で正しい分岐点を選択するナビゲーション方法は、フェロモンだけに頼っていた場合よりも、食物アリの量が巣に持ち帰る量が3倍になると、NJITの生物学教授である主著者のSimon Garnierは言います。
「フェロモンだけがあり、このトリックがない場合、アリがループに閉じ込められる可能性が高くなるため、効率が低下します」と、昆虫グループを研究する研究所のSwarm Labを運営するGarnierは言います。動作。 「それで、彼らはループの周りの彼らのパスを強化します、そして、彼らはちょうどこのループで立ち往生して、永遠に向きを変えます。」
このようなナビゲーションは、巣のさまざまな部分をつなぐ地下道を通ってアリを案内するのにも役立ちます。 これらの自然なナビゲーションツールを複製することにより、研究者は集団行動の内的な働きをよりよく理解することができます。
