บอท Biomimetic สามารถสอนนักวิจัย ufacob ได้มากมายเกี่ยวกับการที่สิ่งมีชีวิตโต้ตอบกันในโลกธรรมชาติ
เต้นเพื่อชี้นำเพื่อนในรังไปยังแหล่งอาหารใหม่ Guppies เจรจาความเป็นผู้นำกับเพื่อนร่วมโรงเรียน ฝูงนกพิราบประจำบ้านหลบเลี่ยงเมื่อเหยี่ยวโจมตี ตั้งแต่เริ่มต้นของการวิจัยพฤติกรรมสัตว์ นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาปฏิสัมพันธ์ทางสังคมเช่นนี้ แต่ตอนนี้ มีการบิดใหม่ในการวิจัยของพวกเขา: ที่นี่ นักแสดงคนหนึ่งไม่ใช่สัตว์จริง แต่เป็นหุ่นยนต์ ภายใต้การควบคุมของนักวิจัย บอทเหล่านี้เข้าสังคมกับสิ่งมีชีวิตที่เป็นเนื้อและเลือดในการทดลองที่นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะได้ให้ข้อมูลเชิงลึกที่สดใหม่เกี่ยวกับความหมายของการเป็นปลาหางนกยูงที่มีความสามารถทางสังคม วิธีที่ผึ้งให้ความรู้เพื่อนในรังและลักษณะอื่นๆ ของชีวิตสังคมของสัตว์
ความคิดไม่แปลกอย่างที่คิด ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีหุ่นยนต์และพลังประมวลผลหมายความว่าวิศวกรสามารถสร้างหุ่นยนต์ให้สมจริงได้มากพอที่สัตว์จะตอบสนองต่อพวกมันราวกับว่ามันเป็นของจริง (ความจริงแล้ว “สมจริงพอ” นั้นแตกต่างกันไปตามสัตว์ที่ทำการศึกษา บางครั้งหุ่นยนต์ต้องดูถูก บางครั้งก็ต้องได้กลิ่น และบางครั้งก็ต้องทำแค่ขยับ)
และหุ่นยนต์ก็มีข้อดีอย่างหนึ่งเหนือสัตว์ที่มีชีวิต นั่นคือ พวกมันทำในสิ่งที่นักวิจัยบอกให้ทำ ในลักษณะเดียวกันทุกประการครั้งแล้วครั้งเล่า ซึ่งช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถควบคุมการทดลองของตนได้ในระดับหนึ่งซึ่งอาจเป็นเรื่องยากหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะบรรลุผลในทางอื่น “ถ้าคุณสามารถสร้างหุ่นยนต์ที่คุณสามารถฝังไว้ในกลุ่มของสัตว์เป็น stooge และพวกเขายอมรับหุ่นยนต์ตัวนั้นเป็นหนึ่งในนั้น คุณก็สามารถทำให้หุ่นยนต์ทำสิ่งต่าง ๆ และดูว่าสัตว์จริงตอบสนองอย่างไร” Dora Biro กล่าว นักวิจัยด้านความรู้ความเข้าใจสัตว์ที่มหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์ นิวยอร์ก
เมื่อใช้หุ่นยนต์ นักวิจัยสามารถแยกแยะปัจจัยต่างๆ เช่น ขนาดของปลาและประสบการณ์ของปลา ซึ่งเชื่อมโยงกับสัตว์จริงอย่างแยกไม่ออก พวกมันสามารถทำให้สัตว์ได้รับสิ่งเร้าเดิมๆ ซ้ำแล้วซ้ำเล่า เร่งกระบวนการทดลองให้เร็วขึ้น และบางครั้ง พวกมันสามารถทำได้ทั้งหมดโดยไม่ให้สัตว์เสี่ยงจากสัตว์กินเนื้อหรือสิ่งมีชีวิตที่อาจรุกรานได้
ต่อไปนี้คือหุ่นยนต์ที่มีลักษณะคล้ายสัตว์หรือหุ่นยนต์เลียนแบบสัตว์ห้าตัวที่นักวิจัยใช้ในการศึกษาอยู่แล้ว และในกรณีหนึ่งเพื่อควบคุม – ชีวิตทางสังคมของสัตว์ในชีวิตจริง
Robobee อยู่ในรัง
การแสดง “กระดิกหาง” อันโด่งดังของผึ้ง ซึ่งคนงานกลับมาที่รังส่งสัญญาณถึงตำแหน่งของแหล่งอาหารด้วยการวิ่งในรูปแบบเฉพาะใกล้ทางเข้ารังพร้อมทั้งสั่นปีกและลำตัว เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วกว่า 60 ปี . แต่นักวิจัยยังไม่ทราบแน่ชัดว่าผึ้งรังผึ้งถอดรหัสข้อความอย่างไร “สัญญาณอะไรนี่? อะไรคือองค์ประกอบของการเต้นที่นำข้อมูลมาจริง และสิ่งใดที่เป็นเพียงผลพลอยได้?” Tim Landgraf นักวิทยาการหุ่นยนต์จาก Free University of Berlin กล่าว เขาคิดว่านี่เป็นงานของ Robobee
Landgraf สร้างแบบจำลองผึ้งขนาดเท่าของจริง ซึ่งเป็นเพียงหยดพลาสติกรูปผึ้งที่คลุมเครือและมีปีกข้างเดียว และติดเข้ากับระบบขับเคลื่อนแบบกลไกที่ทำให้เขาสามารถปรับเปลี่ยนตำแหน่งและลักษณะการเคลื่อนที่และการสั่นสะเทือนของแบบจำลองได้ หลังจากใส่ผึ้งเข้าไปในรังแล้ว Landgraf พบว่าเขาสามารถ นำผึ้งจริงไปยังแหล่งอาหารได้ แม้แต่ผึ้งที่ไม่เคยใช้มาก่อน เป็นการพิสูจน์หลักการที่มั่นคง
แต่ความสำเร็จของ Robobee ไม่ได้เกิดขึ้นอย่างน่าเชื่อถือ “บางครั้งผึ้งก็จะตามมาภายในไม่กี่วินาที” Landgraf กล่าว “แต่บางครั้งอาจต้องใช้เวลาหลายวัน และเราก็บอกไม่ได้ว่าทำไม” นั่นทำให้เขารู้ว่าการสื่อสารการเต้นยังมีอีกแง่มุมที่เขาไม่เคยคิดมาก่อน นั่นคือ ผึ้งตัดสินใจว่าจะติดตามนักเต้นคนไหน และเมื่อใด เป็นไปได้ไหมที่ผึ้งจะตามล่าค้นหาข้อมูลเกี่ยวกับแหล่งอาหาร เขาสงสัย หรือนักเต้นต้องชักชวนให้พวกมันฟังหรือไม่? มีเพียงพนักงานบางคนเท่านั้นที่เปิดรับสัญญาณใด ๆ อันเป็นผลมาจากประสบการณ์ก่อนหน้านี้หรือไม่?
เพื่อตอบคำถามเหล่านี้ Landgraf และทีมของเขากำลังพัฒนา Robobee ที่ได้รับการอัพเกรดโดยมีกลิ่นที่สมจริงยิ่งขึ้นและกลไกการสั่นของปีกที่เชื่อถือได้มากขึ้นเพื่อไปอยู่ในรังที่เต็มไปด้วยผึ้งที่มีเครื่องหมายแต่ละตัวซึ่งมีประสบการณ์ที่สามารถติดตามได้ หลังจากความล่าช้าที่เกี่ยวข้องกับโควิดอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ในที่สุดพวกเขาก็ได้เริ่มทดสอบระบบแล้ว แต่เขายังไม่พร้อมที่จะพูดถึงผลลัพธ์ อย่างไรก็ตาม เขากล่าวว่า “ผมคิดว่ามีโอกาสดีที่จะพบบางสิ่งบางอย่าง”
หุ่นยนต์เหยี่ยวล่าสัตว์
เมื่อนกเหยี่ยวจู่โจม ฝูงนกพิราบจะตอบสนองอย่างไร? ทฤษฎีคลาสสิกซึ่งมักเรียกว่าสมมติฐาน “ฝูงเห็นแก่ตัว” สันนิษฐานว่านกพิราบทุกตัวพยายามเข้าไปกลางฝูงเพื่อที่ผู้ล่าจะได้นกตัวอื่นที่โชคร้าย แต่แนวคิดนั้นไม่ง่ายที่จะทดสอบ การจู่โจมของเหยี่ยวแต่ละครั้งต่างกัน: บางตัวเริ่มสูงกว่าตัวอื่นเล็กน้อย หรือจากมุมที่ต่างกัน และความแปรปรวนทั้งหมดนี้อาจส่งผลต่อการตอบสนองของนกพิราบ ดังนั้น Daniel Sankey นักนิเวศวิทยาด้านพฤติกรรมที่มหาวิทยาลัย Exeter ในสหราชอาณาจักรจึงหันมาใช้หุ่นยนต์
“เราคิดว่าวิธีนี้เป็นวิธีที่ควบคุมได้มากในการศึกษานี้” Sankey กล่าว “คุณสามารถแน่ใจได้ว่านกเหยี่ยวนั้นอยู่ข้างหลัง 20 เมตรเสมอเมื่อนกพิราบถูกปล่อย ซึ่งทำให้มันสามารถทำซ้ำได้” นอกจากนี้เขายังตั้งข้อสังเกตอีกว่าหุ่นยนต์นั้นปลอดภัยกว่าสำหรับนกพิราบ “ฉันรู้ว่าเหยี่ยวฝึกหัดในอดีตได้กำจัดฝูงนกพิราบไปโดยสมบูรณ์แล้ว”
ด้วยความช่วยเหลือจากหุ่นยนต์เหยี่ยวของผู้ที่ชื่นชอบเหยี่ยวนกเขา ซึ่งมีรูปร่างเหมือนจริง ยกเว้นใบพัดที่ขับเคลื่อนมัน Sankey โจมตีฝูงนกพิราบกลับบ้านซ้ำแล้วซ้ำเล่า ในขณะที่ติดตามตำแหน่งของนกแต่ละตัวด้วย GPS ตรงกันข้ามกับสมมติฐานของฝูงที่เห็นแก่ตัว นกพิราบไม่น่าจะย้ายไปอยู่ตรงกลางฝูงเมื่อถูกโจมตีมากกว่าตอนที่ไม่ได้รับอันตราย เขาพบว่า
แทนที่จะเป็นเช่นนั้น การวิเคราะห์ของ Sankey พบว่านกพิราบส่วนใหญ่พยายามบินไปในทิศทางเดียวกับเพื่อนร่วมฝูงของพวกมัน เพื่อให้ฝูงแกะหลบไปพร้อม ๆ กัน ปล่อยให้ผู้ล่าไม่ต้องพลัดพรากจากกัน “สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าเมื่ออยู่รวมกันเป็นฝูง คุณจะสามารถหลบหนีจากนักล่าไปเป็นกลุ่มได้ ดังนั้นจึงไม่มีใครถูกกิน” เขากล่าว แม้ว่าจะไม่ใช่ข้อพิสูจน์ที่แน่ชัด แต่สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าฝูงนกพิราบ อาจให้ความร่วมมือ ไม่ใช่เห็นแก่ตัว
Robofish ในโรงเรียน
ปลาตัวไหนในโรงเรียนที่มีแนวโน้มจะเป็นหัวหน้ากลุ่มมากที่สุด? การศึกษาส่วนใหญ่ชี้ว่าปลาที่ใหญ่กว่ามักจะมีอิทธิพลมากที่สุดในบริเวณที่โรงเรียนว่าย แต่มีปัญหาคือ ปลาตัวใหญ่ก็แก่กว่าและมีประสบการณ์มากกว่า และสามารถทำหน้าที่ต่างจากเพื่อนร่วมชั้นเรียนที่ตัวเล็กกว่าได้ ข้อใดต่อไปนี้มีผลกระทบมากที่สุดต่อผู้ที่เป็นผู้นำ เป็นการยากที่จะทดสอบกับปลาจริง “เจ้าจะทำให้ปลาใหญ่มีพฤติกรรมเหมือนปลาเล็กได้อย่างไร? สิ่งเหล่านี้เป็นสิ่งที่คุณสามารถทดสอบได้ด้วยหุ่นยนต์เท่านั้น” Jens Krause นักพฤติกรรมสัตว์จากมหาวิทยาลัย Humboldt แห่งเบอร์ลิน ซึ่งเป็นผู้เขียนร่วมเกี่ยวกับภาพรวมของ หุ่นยนต์ในการวิจัยเชิงพฤติกรรม ในการ ทบทวนการควบคุม วิทยาการหุ่นยนต์ และระบบอัตโนมัติประจำปี 2021 กล่าว
ดังนั้น Krause และเพื่อนร่วมงานของเขาจึงได้พัฒนา Robofish ซึ่งเป็นแบบจำลอง 3 มิติของปลาหางนกยูงที่ติดตั้งอยู่บนแท่นแม่เหล็กและขับเคลื่อนด้วยหน่วยมอเตอร์ใต้ถัง กล้องวิดีโอสองตัวที่เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ทำให้ Robofish ตอบสนองต่อการเคลื่อนไหวของเพื่อนร่วมชั้นในแบบเรียลไทม์
ตราบใดที่ตัวแบบมีตาและรูปแบบสีที่เหมือนจริงที่คลุมเครือ พวกเขาพบว่าปลาหางนกยูงมีพฤติกรรมต่อแบบจำลองมากเท่ากับที่พวกมันทำกับปลาอื่นๆ สิ่งนี้ทำให้นักวิจัยสามารถเปลี่ยน Robofish เวอร์ชันที่ใหญ่ขึ้นหรือเล็กลงได้ ในขณะที่ยังคงรักษาลักษณะการทำงานอื่นๆ ให้เหมือนกันทุกประการ เพื่อศึกษาผลกระทบของขนาดเพียงอย่างเดียว พบว่าปลาหางนกยูงจริงมี แนวโน้มที่จะติดตามผู้นำ Robofish ที่ใหญ่กว่า ทีมงานยังได้ใช้ Robofish เพื่อศึกษา ว่าความเร็วในการว่ายน้ำของแต่ละบุคคลส่งผลต่อพฤติกรรมของโรงเรียนอย่างไร ufacob
Credit by : canadagoosejacketscoats.com chukanten-wedding.com adepa-wadaf.org headlocksandheadaches.com comparethedalek.com hauntedashmoreestates.net open-media-foundation.org daereth.net santjosepbadalona.com bedavapornoizletisi.com