Robotik och fysisk AI
Forskare använder robotfisk för att utforska “beteendeteleportering”
Lägg till Unite.AI bland dina föredragna källor på Google
Forskare från NYU Tandon School of Engineering arbetar med en ny metod som kallas “beteendeteleportering”, som kan leda till en djupare förståelse av socialt beteende, interaktioner mellan invasiva och infödda arter, predator/byte-relationer samt bättre människa/robot-gränssnitt.
Forskarteamet leddes av Maurizio Porfiri, institutsprofessor vid NYU Tandon. Forskningen publicerades i Cell Press-tidskriften iScience, med titeln “Beteendeteleportering av individuella etogram till olevande robotar: Experiment på sociala interaktioner i levande zebrafiskar”.
Beteendeteleportering
Det nya systemet som kallas beteendeteleportering är överföringen av den fullständiga inventeringen av beteenden och handlingar från en levande organism till en fjärrstyrd robotkopia. För forskarnas arbete användes en levande zebrafisk som underlag, vilket möjliggjorde att de kunde manipulera och förstå sociala interaktioner i realtid.
Forskarteamet konstruerade först en uppsättning av två separata akvarier, var och ett innehållande en fisk och en robotkopia. Inom varje akvarium simmade den levande fisken med den robotiska kopian, som replikerade och matchade morfologin och lokomotoriska mönstret hos den levande fisken i det andra akvariet.
Forskarna använde ett automatiserat spårningssystem för att poängsätta de lokomotoriska mönstren hos den levande fisken, som användes för att styra den robotiska kopian i det andra akvariet via en extern manipulator. På grund av detta system kunde den fullständiga etogrammen för varje fisk överföras mellan akvarierna på bara en bråkdel av en sekund.
Detta system skapade en interaktion mellan de två fjärrbelägna levande djuren med hjälp av robotik. Med förmågan att oberoende styra morfologin hos robotarna, satte teamet upp att utforska sambanden mellan utseende och rörelser i socialt beteende.
Kopian teleporterade fiskrörelsen med en noggrannhetsgrad på 95% i nästan alla försök, med en maximal tidsfördröjning på mindre än två tiondelar av en sekund.
I några av Porfiris tidigare arbeten kunde han demonstrera robotar som framgångsrika beteendemodeller för zebrafiskar, med stim av zebrafiskar som följde sina robotiska motparter.
“I människor utvecklas socialt beteende i handlingar, vanor och praktiker som till slut definierar våra individuella liv och vår samhälle”, sa Simone Macrì från Centrum för beteendevetenskap och mental hälsa, Istituto Superiore di Sanità, Rom. “Dessa beror på komplexa processer, medierade av individuella egenskaper – skallighet, längd, röstton och klädsel, till exempel – och beteendefeedback, vektorer som ofta är svåra att isolera. Denna nya metod visar att vi kan isolera influenser på kvaliteten på social interaktion och bestämma vilka visuella egenskaper som verkligen spelar roll.”
Ett av teamets fynd kom från experiment på ledar/följare-roller mellan stora och små fiskar. I experimenten simmade en stor fisk med en liten kopia som speglade beteendet hos en liten fisk i det andra akvariet. Teamet blev förvånade över att den mindre fisken ledde interaktionerna snarare än den större.
Mänskliga användningsområden
Detta system kan användas för mänskliga interaktioner i framtiden, och möjligheterna är oändliga. En sådan möjlighet är sluten teleportering, där robotar skulle fungera som ombud för människor.
Mart Karakaya, en doktorand i avdelningen för mekanik och rymdingenjörskap vid NYU Tandon, beskrev en av de mest spännande möjligheterna med systemet.
“Ett exempel skulle vara kolonier på Mars, där experter från jorden kunde använda humanoida robotar som en förlängning av sig själva för att interagera med miljön och människor där”, sa han. “Detta skulle ge en enklare och mer exakt medicinsk undersökning, förbättra mänsklig kontakt och minska isolering. Detaljerade studier om de beteendemässiga och psykologiska effekterna av dessa ombud måste slutföras för att bättre förstå hur dessa tekniker kan implementeras i dagligt liv.”
Forskningen stöddes av National Science Foundation, National Institute on Drug Abuse och Office of Behavioral and Social Sciences Research.
