曲がりくねった道を巡る長い探検旅行ですが、カタグリフィスアリは常に家に帰る最短の道を見つけます。この驚くべきナビゲーション システムの一部は、地球の磁場の神秘的な感覚であることが、人工磁場を使った実験で示されています。洗練されたクローラーの第六感がどのように機能するかについての洞察は、ロボット工学にとっても興味深いものになる可能性がある、と研究者らは述べている。
Catalyphis アリの興味深い方向転換能力は、しばらくの間研究の焦点となってきました。餌を求めて、このアリの偵察隊は地表中を走り回り、巣から数百メートル離れたところまで移動します。餌を見つけると、一直線に走って入り口に戻ります。他の種のアリとは対照的に、彼らは戻ってくるときに匂いの痕跡に依存しません。これまでの研究で、アリの方向認識システムがいかに洗練されているかがすでに示されている。アリは光をコンパスとして使用し、歩数を数えて距離を測定し、通過する環境の構造、つまりオプティカルフローを記憶することができる。
驚くべき方向感覚の軌跡を辿る
ヴュルツブルク大学バイオゼントルムの研究者らは、アリの異常な行動から、アリのナビゲーションシステムには別の側面があるのではないかと疑うようになった。それは、アリが4週間の巣の世話をした後、「野外勤務」に入るときだった。鳥が動かされると、最初は非常に特殊な行動パターンを示します。いわゆる学習走行の一環として巣の入り口のすぐ周囲を探索し、自分の体軸の周りを繰り返し回転します。ハイスピードカメラによる記録では、昆虫が回転中に繰り返し停止することが示された。結局のところ、この瞬間、彼らは常に巣の入り口の方向を正確に見ています。しかし、地面にある小さな穴は見えません。
「このことから、鳥類が行うように、地球の磁場を基準系として利用するのではないかという着想が得られました」と共著者のポーリン・フライシュマン氏は言う。彼らの仮説を検証するために、研究者らはギリシャ南部で野生のカタグリフィスアリを調査した。これを行うために、彼らはクローラーを高さ 1.50 メートルのヘルムホルツ コイルの「魔法」にさらしました。電流がそれらを流れると、ほぼ均一で正確に既知の磁場が生成されます。このようにして、研究者らは地球の磁場の影響を隠すかシミュレートすることができました。
磁気コイルの魔法にかかったアリ
研究者らが磁場の自然な向きを変えた場合、サバクアリはもはや実際の巣の入り口の方向ではなく、予測可能な新たな標的を見るようになることが判明した。 「彼らの経路インテグレータは、磁場からの情報に基づいて巣への新しいベクトルを彼らに提供しました」と共著者のヴォルフガング・レスラー氏は説明します。一部のアリの種が磁場の変化に反応するという証拠はすでに存在していましたが、方向性におけるそのような明確な役割は知られていませんでした。
研究者らは、カタグリフィスアリが巣の中で勤務している間にすでに地球の磁場の感覚を利用しているのではないかと考えている。完全な暗闇では役立つかもしれません。しかし、巣の外を移動するとき、昆虫が太陽の位置、風景のパノラマ、磁場といったさまざまなナビゲーション補助手段をどの程度切り替えているのかという疑問が生じます。研究者らは現在、さらなる研究でこの疑問を調査したいと考えている。しかし、別の質問はさらに重要になります。「磁場のセンサーはどこにあり、どのように機能するのですか?」
研究者らは、これに関する情報には行動研究や神経科学を超えた重要性があると述べている。どうやら、アリの比較的小さな脳は、地球の磁場、太陽の位置、パノラマの印象、歩数を効果的なナビゲーション システムに利用できるようです。この効果的だが比較的単純な概念についての洞察は、コンピューター科学とロボット工学にとって非常に興味深いものになる可能性がある、と科学者らは述べている。このようにして、テクニカル クローラーには、高いコンピューティング能力を必要としないナビゲーション システムを装備することができます。
出典: ヴュルツブルク大学、最新生物学、doi: 10.1016/j.cub.2018.03.043
