Badacze wykorzystują rybę robotyczną do eksploracji “teleportacji behawioralnej”

Badacze ze Szkoły Inżynierii NYU Tandon pracują nad nowym podejściem zwanym “teleportacją behawioralną”, które może prowadzić do głębszego zrozumienia zachowania społecznego, interakcji między gatunkami inwazyjnymi i rodzimymi, relacji drapieżnik-ofiara, a także lepszych interfejsów człowiek-robot.

Zespół badawczy kierowany był przez Maurizio Porfiri, profesora instytutu w NYU Tandon. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Cell Press iScience, zatytułowanym „Teleportacja behawioralna indywidualnych etogramów na nieożywione roboty: Eksperymenty na interakcjach społecznych u żywych danio pręgowanych.”

Teleportacja behawioralna

Nowy system zwany teleportacją behawioralną jest przeniesieniem pełnego zestawu zachowań i działań żywego organizmu na oddalony robotyczny odpowiednik. Dla pracy badawczej, żywa ryba była podstawą, co pozwoliło im na niezależne manipulowanie i rozumienie interakcji społecznych w czasie rzeczywistym.

Zespół najpierw zbudował układ dwóch oddzielnych zbiorników wodnych, z których każdy zawierał jedną rybę i jeden robotyczny odpowiednik. W każdym zbiorniku żywa ryba pływała z robotycznym odpowiednikiem, który odtwarzał i dopasowywał morfologię i wzorzec lokomocji żywej ryby w innym zbiorniku.

Badacze polegali na zautomatyzowanym systemie śledzenia, aby ocenić wzorce lokomocji żywych ryb, które były wykorzystywane do kontrolowania robotycznego odpowiednika w innym zbiorniku za pomocą zewnętrznego manipulatora. Dzięki temu systemowi, pełny etogram każdej ryby mógł być przeniesiony między zbiornikami w ułamku sekundy.

Ten system utworzył interakcję między dwoma oddalonymi żywymi zwierzętami za pomocą robotyki. Z możliwością niezależnej kontroli morfologii robotów, zespoły wyruszyły, aby zbadać połączenia między wyglądem i ruchem w zachowaniu społecznym.

Odpowiednik teleportował ruch ryby z dokładnością 95% we wszystkich próbach, z maksymalnym opóźnieniem mniejszym niż dwie dziesiąte sekundy.

W niektórych wcześniejszych pracach Porfiri udowodnił, że roboty mogą być skutecznymi modelami zachowania dla danio pręgowanych, z którymi szkoły ryb śledziły swoje robotyczne odpowiedniki.

“U ludzi, zachowanie społeczne rozwija się w działaniach, zwyczajach i praktykach, które ostatecznie definiują nasze indywidualne życie i nasze społeczeństwo”, powiedział Simone Macrì z Centrum Nauk Behawioralnych i Zdrowia Psychicznego, Istituto Superiore di Sanitá, Rzym. “Zależą one od złożonych procesów, pośredniczonych przez indywidualne cechy – łysienie, wzrost, barwa głosu, strój, na przykład – i zwrotne informacje behawioralne, wektory, które często są trudne do izolacji. To nowe podejście pokazuje, że możemy izolować wpływy na jakość interakcji społecznych i określić, które cechy wizualne naprawdę mają znaczenie.”

Jednym z odkryć zespołu były eksperymenty na role przywódcze i podwładne między dużymi i małymi rybami. W eksperymentach, duża ryba pływała z małym odpowiednikiem, który odtwarzał zachowanie małej ryby w innym zbiorniku. Zespół był zaskoczony, gdy okazało się, że mniejsza ryba prowadziła interakcje, a nie większa.

Platforma teleportacji behawioralnej (Zdjęcie: NYU Tandon School of Engineering)

Robotyczne odpowiedniki danio pręgowanych (Zdjęcie: NYU Tandon School of Engineering)

Zastosowania ludzkie

Ten system może być wykorzystany do interakcji ludzkich w przyszłości, a możliwości są nieograniczone. Jedną z takich możliwości jest teleportacja zamknięta, w której roboty będą działać jako pełnomocnicy ludzi.

Mart Karakaya, kandydat na stopień doktora w Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Lotniczej w NYU Tandon, opisał jedną z najbardziej ekscytujących możliwości systemu.

“Jednym z przykładów mogą być kolonie na Marsie, gdzie eksperci z Ziemi mogliby wykorzystywać roboty humanoidalne jako przedłużenie siebie, aby wchodzić w interakcje ze środowiskiem i ludźmi tam. To umożliwiłoby łatwiejsze i dokładniejsze badania medyczne, poprawiłoby kontakt międzyludzki i zmniejszyłoby izolację. Szczegółowe badania na temat behawioralnych i psychologicznych skutków tych pełnomocników muszą być przeprowadzone, aby lepiej zrozumieć, jak te techniki mogą być wdrożone w życie codzienne.”

Badanie było wspierane przez Narodową Fundację Nauki, Narodowy Instytut ds. Nadużywania Narkotyków i Biuro Badań Behawioralnych i Społecznych.