Araştırmacılar Hayvan Algılama Teorisi Geliştirdi, Bu Teori Robotikte Kullanılabilecek

Tüm hayvanlar, böceklerden insanlara kadar, hayatta kalma için en önemli araçlar olarak duyularına güvenirler. Algı organları gibi gözler, kulaklar ve burun, yiyecek ararken veya tehditleri tespit ederken kullanılır. Ancak, algı organlarının gerçek pozisyonu ve yönelimi sezgisel değildir ve şu anda uygulanan teoriler, pozisyon ve yönelim hakkında tahminlerde bulunamaz.

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

Araştırma 22 Eylül’de eLife dergisinde yayımlandı.

Enerji-Kısıtlı Oransal Bahis

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

Bu yeni teori, robotik alanında, özellikle bilgi toplama performansını iyileştirme açısından, önemli sonuçlar doğurabilir. Ayrıca otonom araçların geliştirilmesinde, özellikle belirsizliğe tepki verme konusunda da fark yaratabilir.

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

“Hayvanlar, hareket ederek hayatlarını kazanırlar” dedi Maclver. “Yiyecek ve eş bulmak, tehditleri tanımlamak için hareket etmeleri gerekir. Teorimiz, hayvanların gerekli bilgileri elde etmek için ne kadar enerji harcamaya bahis oynadığını anlamamıza yardımcı olur.”

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

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

Bahis Oynanan Enerji

Hareket, hayvanlar için çok enerji harcatır ve bu enerji, hareket ettikleri yerlerin bilgilendirici olacağına bahis oynayarak harcanır. Yiyecekten elde edilen enerjinin miktarı, bu yerlerin beklenen değerine göre belirlenir.

“Çoğu teori, bir hayvanın zaten bir şeyin nerede olduğunu bildiği zaman nasıl davranacağını öngörür, ancak bizimki, hayvan çok az şey bildiğinde, yani yaşam için kritik olan bir durumda, bir öngörüdür” diyor Murphey.

Araştırma, Güney Amerika’dan gelen gymnotid elektrik balıklarına odaklandı ve deneyler Maclver’in laboratuvarında yapıldı. Ancak tüm veri yeni değildi, çünkü ekip daha önce yayımlanmış veri setlerini, kördüğün doğu Amerikan köstebek, Amerikan hamam böceği ve hummingbird hawkmoth hakkında kullandı.

Odaklanan üç duyuya elektrik balıklarındaki elektro-duyu, güvedeki görme ve köstebek ve hamam böceğindeki koku dahildir.

Yeni geliştirilen teori, bilgi toplamak için hareket ederken daha fazla enerji ve zaman tasarrufu sağlar. Aynı zamanda, hayvanların ortak davranışları olan takip ve keşif davranışlarını yönlendirmek için yeterli bilgi sağlar.

“Bir kedinin kulaklarına baktığınızda, genellikle farklı uzay konumlarını örneklemek için döndüğünü görürsünüz” dedi Maclver. “Bu, hayvanların duyusal organlarını, çevreden bilgi almak için sürekli konumlandırdıklarının bir örneğidir. Görünenden daha fazlası, kulaklar, gözler ve burun gibi duyusal organların hareketinde gerçekleşir.”