Robotica e IA fisica
Ricercatori utilizzano pesci robotici per esplorare il “teleportaggio comportamentale”
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I ricercatori della NYU Tandon School of Engineering stanno lavorando a un nuovo approccio chiamato “teleportaggio comportamentale”, che potrebbe portare a una comprensione più approfondita del comportamento sociale, delle interazioni tra specie invasive e native, delle relazioni predatore/prede, nonché a migliori interfacce uomo/robot.
Il team di ricercatori è stato guidato da Maurizio Porfiri, Institute Professor alla NYU Tandon. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Cell Press iScience, intitolata “Teleportaggio comportamentale di etogrammi individuali su robot inanimati: esperimenti su interazioni sociali in pesci zebra vivi”.
Teleportaggio Comportamentale
Il nuovo sistema chiamato teleportaggio comportamentale è il trasferimento dell’intero inventario di comportamenti e azioni di un organismo vivente su una replica robotica remota. Per il lavoro dei ricercatori, un pesce zebra vivo è stato utilizzato come base, il che ha permesso loro di manipolare e comprendere le interazioni sociali in tempo reale.
Il team ha costruito un setup di due serbatoi acquatici separati, ognuno contenente un pesce e una replica robotica. All’interno di ogni serbatoio, il pesce vivo nuotava con la replica robotica, che replicava e corrispondeva alla morfologia e al modello di locomozione del pesce vivo nell’altro serbatoio.
I ricercatori si sono affidati a un sistema di tracciamento automatico per valutare i modelli di locomozione dei pesci vivi, che sono stati utilizzati per controllare la replica robotica nell’altro serbatoio attraverso un manipolatore esterno. Grazie a questo sistema, l’intero etogramma di ogni pesce è stato in grado di essere trasferito tra i serbatoi in una frazione di secondo.
Questo sistema ha creato un’interazione tra due animali vivi remoti attraverso l’uso della robotica. Con la capacità di controllare indipendentemente la morfologia dei robot, il team ha cercato di esplorare le connessioni tra aspetto e movimento nel comportamento sociale.
La replica ha teleportato il movimento del pesce con un tasso di accuratezza del 95% in quasi tutti i trial, con un ritardo massimo inferiore a due decimi di secondo.
In alcuni dei precedenti lavori di Porfiri, è stato in grado di dimostrare che i robot possono essere modelli di comportamento di successo per i pesci zebra, con scuole di pesci zebra che seguono i loro equivalenti robotici.
“Nell’uomo, il comportamento sociale si svolge in azioni, abitudini e pratiche che definiscono la nostra vita individuale e la nostra società”, ha detto Simone Macrì del Centro per le Scienze del Comportamento e la Salute Mentale, Istituto Superiore di Sanità, Roma. “Questi dipendono da processi complessi, mediati da caratteristiche individuali – come la calvizie, l’altezza, il tono di voce e l’abbigliamento, ad esempio – e il feedback comportamentale, vettori che sono spesso difficili da isolare. Questo nuovo approccio dimostra che possiamo isolare le influenze sulla qualità dell’interazione sociale e determinare quali caratteristiche visive sono veramente importanti.”
Una delle scoperte del team è emersa da esperimenti sui ruoli di leader e follower tra pesci grandi e piccoli. Negli esperimenti, un pesce grande nuotava con una replica piccola che rifletteva il comportamento di un pesce piccolo nell’altro serbatoio. Il team è stato sorpreso nel trovare che il pesce più piccolo guidava le interazioni piuttosto che il più grande.
Utilizzi Umani
Questo sistema potrebbe essere utilizzato per le interazioni umane in futuro, e le possibilità sono infinite. Una delle possibilità è il teleportaggio a circuito chiuso, dove i robot agiscono come proxy delle persone.
Mart Karakaya, un candidato al dottorato di ricerca nel Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale alla NYU Tandon, ha descritto una delle possibilità più emozionanti del sistema.
“Un esempio sarebbe le colonie su Marte, dove gli esperti della Terra potrebbero utilizzare robot umanoidi come estensione di se stessi per interagire con l’ambiente e le persone lì”, ha detto. “Ciò fornirebbe un esame medico più facile e preciso, migliorerebbe il contatto umano e ridurrebbe l’isolamento. Gli studi dettagliati sugli effetti comportamentali e psicologici di questi proxy devono essere completati per comprendere meglio come queste tecniche possono essere implementate nella vita quotidiana.”
La ricerca è stata supportata dalla National Science Foundation, dal National Institute on Drug Abuse e dall’Office of Behavioral and Social Sciences Research.
