Роботы-переводчики помогли рыбам и пчелам заговорить

Роботы-переводчики помогли рыбам и пчелам заговорить

377

Роботы, интегрированные в группы рыбок и медоносных пчел, позволяют им воздействовать на поведение друг друга. К такому выводу пришли ученые в результате проведенного эксперимента.

Робот, воздействующий на молодых медоносных пчел в австрийском Граце, обменивался информацией с роботом, который плавал вместе с рыбками данио в швейцарском городе Лозанна. Такая коммуникация роботов повлияла на поведение каждой группы животных.

«Это первый случай, когда люди используют такие технологии для общения двух совершенно разных видов» — говорит Саймон Гарнье, системный биолог из Технологического института Нью-Джерси, который не участвовал в исследовании, но хорошо знаком с его результатами.

Он добавил: «Это подтверждение концепции, которая утверждает – роботы способны выступать посредниками и влиять на различные группы живых организмов даже на расстоянии». Но, в то же время, ученый заявил, что конкретное применение полученных результатов еще предстоит выяснить.

По мере развития робототехники, биологи стремятся использовать ее, создавая роботов, которые выглядят и ведут себя, как животные. Это позволило исследователям контролировать одну сторону социальных взаимодействий в исследованиях поведения животных. Роботы, которые успешно интегрируются в популяции животных, также дают ученым возможность влиять на поведение некоторых их групп.

«Следующий наш шаг будет заключаться в добавлении в группу функций, которые животные не могут выполнить по причине отсутствия у них соответствующих возможностей» — сказал Хосе Халлой, физик из Парижского университета Дидро, который работал над разработкой роботов для интеллектуального взаимодействия с животными более 10 лет.

Он добавил: «Простая, но, в то же время, поразительная вещь заключается в том, что роботы могут использовать телекоммуникации или Интернет, а животные не могут этого сделать».

рооты-переводчики

В новом эксперименте Халлой объединился с сотрудниками Швейцарского федерального технологического института в Лозанне (EPFL), Университета Граца в Австрии и других стран, чтобы два различных роботизированных животных взаимодействовали с помощью современных коммуникационных технологий. Исследователи работали с двумя совершенно разными видами животных, которые обычно не взаимодействуют в природе — медоносными пчелами и рыбками данио. Они разместили их на расстоянии более 1000 километров друг от друга.

Риск оправдался

«То, что мы сделали, было весьма рискованно» — признается инженер EPFL Фрэнк Боннет.

В ходе экспериментов роботы в пчелиной колонии и робот-рыба взаимодействовали с реальными животными. У пчелы-робота были инфракрасные датчики, которые позволяли им оценивать плотность близлежащих пчел, и по мере того, как пчелы собирались в группы, роботы производили больше тепла, мотивируя больше пчел собираться вокруг. Робот-рыба определял местонахождение рыб с помощью камеры, снимающей аквариум, и реагировал на изменения направления реальной рыбы, следуя большинству, что, в свою очередь, влияло на коллективное решение группы о том, каким способом плавать.

Затем исследователи связали двух роботов через интернет. Поскольку пчелы притягивались к одному или другому роботу, эта информация могла передаваться роботу-рыбе, который интерпретировал это событие как большее количество рыб, выбирающих направление плавания — по часовой стрелке или против часовой стрелки. И наоборот, информация о направлении плавания рыбы в группе могла передаваться от робота-рыбы к роботу-пчеле, что интерпретировало сигнал как большее количество пчел, собирающихся вокруг робота. «Когда мы устанавливаем связь между двумя роботами, они действуют как переводчики», — говорит Боннет.

Роботы-переводчики

Рыбки данио обычно плавают группой, но не всегда в одном направлении; они часто меняют курс. Но когда робот-рыбка получал информацию от робота-пчелы, рыба достигала консенсуса в течение нескольких минут или дольше. Это потому, что молодые медоносные пчелы, когда робот в их колонии не получал информацию от рыбного робота, через 15 минут обосновались с одним из двух роботов.

И наоборот, нерешительные схемы плавания рыбы влияли на поведение медоносных пчел. Если робот-рыба делился информацией с пчелиной колонией, пчелы продолжали двигаться вперед и назад между двумя источниками тепла в течение всего 30-минутного испытания. Если связь была двухсторонней, пчелы собирались вокруг робота, но на это требовалось еще 5 дополнительных минут.

«Техническая сторона эксперимента очень впечатляет! Я убежден, что имела место какая-то форма общения» — говорит Гарнье. Но он задается вопросом, как технология будет использоваться в дальнейшем. «Я не уверен насчет того, где именно может быть использован результат этого эксперимента».

Гай Тераулаз, который изучает коллективное поведение в Исследовательском центре по познанию животных при CNRS в Тулузе, Франция, солидарен с коллегой:

«С биологической точки зрения мы ничего не узнаем», — отмечает он, добавляя, что с инженерной точки зрения ключевым аспектом эксперимента является интеграция роботов в сообщества животных, что уже было сделано. «Все это немного тривиально», — говорит он.

А что же дальше?

Исследователи утверждают, что эксперимент, подтверждающий концепцию, указывает на новые подходы к исследованию взаимодействия живых организмов друг с другом. «Это позволяет нам проводить эксперименты с животными для построения математических моделей их поведения» — говорит Халлой.

Николь Абэйд, инженер из Virginia Tech, которая не была вовлечена в исследование, также могла увидеть, что этот тип работы дает представление о том, как лучше всего разрабатывать многоуровневые робототехнические системы, такие как роботизированный рой, в котором много маленьких роботов действуют в унисон.

«В то время как в большинстве так называемых распределенных систем используется множество роботов одного типа, инженеры начинают экспериментировать с устройствами разных типов, например с квадрокоптером и наземным транспортным средством» — говорит Абэйд. Она также подтвердила, что сама возможность наблюдать межвидовое взаимодействие с применением робототехники является очень интересной».

Видео эксперимента доступно по этой ссылке:

Читайте о 10 безумных викторианских изобретениях.

Похожие статьи / Вам может понравиться