Araştırmacılar Hayvanların Algılama Konusunda Yeni Bir Teori Geliştirdi, Bu Teori Robotikte Kullanılabilecek

Tüm hayvanlar, böceklerden insanlara kadar, hayatta kalma için en önemli araçlardan biri olarak duyularına güvenir. Gözler, kulaklar ve burun gibi duyusal organlar, yiyecek ararken veya tehditleri tespit ederken kullanılır. Ancak, duyusal organların gerçek konumu ve yönü sezgisel değildir ve şu anda kullanılan teoriler, konum ve yön hakkında tahminlerde bulunamaz.

Şimdi, Northwestern Üniversitesi’nden gelen yeni gelişmelerle durum değişiyor. Araştırmacılar, aslında bir hayvanın duyusal organlarının hareketini, özellikle hayvanın yiyecek gibi önemli bir şey ararken, tahmin edebilen bir teori geliştirdiler.

Araştırma 22 Eylül’de eLife dergisinde yayımlandı.

Enerji-Kısıtlı Orantılı Bahis

Yeni geliştirilen teori, enerji-kısıtlı orantılı bahis olarak adlandırıldı ve dört farklı hayvan türüne uygulandı, ayrıca görme ve koku dahil olmak üzere üç farklı duyuyu içeriyordu. Ekibin, teorinin her bir hayvanın gözlemlenen algılama davranışını tahmin edebileceğini gösterdi.

Bu yeni teori, robotik alanında, özellikle bilgi toplama konusunda robot performansını iyileştirmede etkilidir. Ayrıca otonom araçların geliştirilmesinde, özellikle belirsizliğe tepkilerini iyileştirmede bir fark yaratabilir.

Vaadedici araştırmayı Malcolm A. Maclver yönetti. O aynı zamanda Northwestern Üniversitesi’nin McCormick Mühendislik Okulu’nda biyomedikal ve mekanik mühendislik profesörü ve Weinberg Sanat ve Bilim Koleji’nde nörobiyoloji profesörüdür.

“Hayvanlar, hareket ederek yaşamlarını kazanırlar” dedi Maclver. “Yiyecek ve eş bulmak ve tehditleri tanımlamak için hareket etmeleri gerekir. Teorimiz, hayvanların faydalı bilgileri elde etmek için ne kadar enerji harcamaya bahis oynadıklarına ilişkin bir bakış açısı sağlar.”

Yeni teori, duyusal organların farklı hareketlerini aydınlatıyor ve oluşan algoritma, simüle duyusal organ hareketlerini üretti. Üretilen hareketler, balıklar, memeliler ve böceklerden gerçek hayat duyusal organ hareketleriyle uyumlu oldu.

Chen Chen, Maclver’in laboratuvarında doktora öğrencisi ve ilk yazar, enquanto Todd D. Murphey, McCormick’te mekanik mühendislik profesörü, ortak yazar.

Enerji Bahsi

Hareket, hayvanlar için çok fazla enerji maliyeti gerektirir ve bu enerjiyi, gittikleri yerlerin bilgilendirici olacağından bahsetmek için harcarlar. Araştırmacılara göre, yiyecekten elde edilen enerjiyi harcamaya istekli oldukları miktar, bu yerlerin beklenen değerine orantılıdır.

“Çoğu teori, bir hayvanın bir şeyi nerede olduğunu büyük ölçüde bildiğinde nasıl davranacağını öngörür, ancak bizimki, hayvanın çok az şey bildiği durumlar için bir öngörüdür – bu, yaşamda ve hayatta kalma için kritik bir durumdur” diyor Murphey.

Araştırma, Güney Amerika’dan gelen gymnotid elektrik balığını odakladı ve deneyler Maclver’in laboratuvarında gerçekleştirildi. Ancak tümüyle yeni veri değildi, çünkü ekip daha önce yayımlanmış veri setlerini kör doğu Amerikan köstebek, Amerikan hamam böceği ve hummingbird hawkmoth üzerine kullanmıştı.

Odaklanan üç duyuya elektrik balığı ile elektro-duyu, güve ile görme ve köstebek ve hamam böceği ile koku dahildir.

Yeni geliştirilen teori, bilgi toplamak için hareket ederken daha fazla enerji ve zaman tasarrufu sağlar. Aynı zamanda, hayvanlar arasında yaygın olan izleme ve diğer keşif davranışlarını yönlendirmek için yeterli bilgi sağlar.

“Bir kedinin kulaklarına baktığınızda, genellikle farklı uzay konumlarını örneklemek için döndüğünü göreceksiniz” dedi Maclver. “Bu, hayvanların duyusal organlarını, çevreden bilgi toplamak için sürekli olarak konumlandırdıklarının bir örneğidir. Görme, kulaklar ve burun gibi duyusal organların hareketinde aslında çok şey oluyor.”