鱼和蜜蜂在机器人翻译的帮助下交谈

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-03-21 浏览次数:107

一个机器人在奥地利格拉茨,年轻的蜜蜂互动与位于瑞士洛桑斑马鱼机器人游泳交换信息,并且机器人的通信影响各组动物的行为,根据公布的一项研究科学机器人今日(3月20日)。

鱼和蜜蜂在机器人翻译的帮助下交谈

“这是人们第一次使用这种技术让两种不同的物种相互交流,”新泽西理工学院的复杂系统生物学家Simon Garnier说,他没有参与这项研究。“这是一个概念证据,你可以让机器人调解远程群体之间的互动。”然而,他补充说,这种设置的具体应用还有待观察。

随着机器人技术的发展,生物学家们一直在寻求利用它,建造看起来像动物一样的机器人。这使研究人员能够控制动物行为研究中社会互动的一个方面。成功融入动物种群的机器人也为科学家提供了影响群体行为的手段。

请参阅“在机器人中发送”

“下一步,我们在思考。。。[是]为动物无法做到的小组添加功能,因为他们没有能力这样做,“JoséHalloy,巴黎狄德罗大学的物理学家,一直致力于开发机器人与动物进行智能交互,十年,在一封电子邮件中写道。“简单而引人注目的是,机器人可以使用电信或互联网,动物也不能这样做。”

在新的工作中,Halloy与瑞士联邦理工学院洛桑(EPFL),奥地利格拉茨大学和其他地方的合作者合作,通过现代通信技术与两个不同的动物机器人社团进行互动。研究人员研究了两种非常不同的物种,这些物种通常不会在自然界中发生相互作用 - 蜜蜂和斑马鱼 - 它们将实验动物与1000多公里相隔。“我们所做的有点极端,”合着者和EPFL工程师Frank Bonnet承认道。

在30分钟的试验中,研究小组向这些动物提出了集体选择。在蜜蜂的情况下,这种选择是他们聚集在一起的两个发热机器人中的哪一个,而与鱼形机器人共用他们的甜甜圈形状的斑马鱼将决定游泳的方向。随着实验的进行,蜂群中的机器人和鱼类机器人都与真实的动物相互作用。蜜蜂机器人有红外传感器,可以估算附近蜜蜂的密度,随着更多的蜜蜂聚集,机器人产生更多的热量,诱使更多的蜜蜂聚集在一起。鱼类机器人通过拍摄水族箱的摄像机检测鱼的位置和自身,并通过跟随大多数来响应真实鱼类方向的变化,这反过来影响群体关于游泳方式的集体决定。

然后研究人员通过互联网连接两个机器人。当蜜蜂被一个机器人或另一个机器人吸引时,这些信息可以传递给鱼类机器人,鱼类机器人将新闻解释为更多的鱼选择游泳方向 - 顺时针或逆时针。相反,关于鱼群游泳方向的信息可以从鱼类机器人传递到蜜蜂机器人,蜜蜂机器人将信号解释为选择特定机器人的更多蜜蜂。“当我们在两个设置之间建立连接时,机器人就像翻译一样,”邦尼特说。

留给他们自己的设备,斑马鱼,虽然他们通常作为一个群体游泳,不要在一个方向游泳;他们经常扭转局面。但是当鱼类机器人从蜜蜂机器人那里接收到信息时,这些鱼会在几分钟或更长时间内达成共识。那是因为年轻的蜜蜂,当他们的殖民地机器人没有收到来自鱼类机器人的信息时,大约15分钟后会与两个机器人中的一个安顿下来。

相反,鱼的犹豫不决的游泳模式影响了蜜蜂的行为。如果鱼类机器人与蜂群共享信息,蜜蜂继续在两个加热器之间来回移动整个30分钟的试验。如果通信是双向的,蜜蜂会围绕机箱中的两个机器人中的一个安置,但是它花了大约五分钟。然后这导致鱼在游泳方向上定居。

“这在技术上非常令人印象深刻;我认为存在某种形式的沟通,“卡尼尔说。但他想知道该技术将如何使用。“我不确定它在科学方面的适用范围。”

Guy Theraulaz在法国图卢兹的CNRS动物认知研究中心研究集体行为,他对此表示赞同。“从生物学的角度来看,我们没有学到任何东西,”他指出,从工程学的角度来看,实验的关键方面是将机器人整合到已经完成的动物社会中。“他们正在销售一些有点微不足道的东西,”他说。

研究人员认为,概念验证研究指出了探究自然物种相互作用的新方法,就像机器人已被用于研究物种内的社会行为一样。“它允许我们用动物做实验来建立行为的数学模型,”Halloy说。

弗吉尼亚理工大学的工程师Nicole Abaid没有参与这项工作,他也可以看到这类工作能够深入了解如何最好地开发多智能机器人系统,例如机器人群,其中许多小型机器人一致部署适用于精准农业或搜救等应用。虽然大多数所谓的分布式系统使用多种类型的机器人,但工程师们开始尝试不同类型的设备 - 例如,四轴飞行器和地面车辆,Abaid说。“你可以在机器人应用中进行种间互动的想法非常有趣。”

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