Благодаря творческому эксперименту исследователи смогли найти два совершенно разных вида животных, расположенных далеко друг от друга, чтобы взаимодействовать друг с другом и прийти к общему решению с помощью роботов.
У пчел и рыб не всегда есть повод встретиться, и им нечего сказать друг другу, если они это сделают. Однако в рамках проекта ASSISIbf инженеры из EPFL и четырех других европейских университетов смогли получить группы пчел и рыб для общения друг с другом. Пчелы были расположены в Австрии, а рыба — в Швейцарии. Через роботов эти два вида передавали сигналы назад и вперед друг другу и постепенно начали координировать свои решения. Исследование было опубликовано сегодня в Science Robotics .
«Мы создали беспрецедентный мост между двумя сообществами животных , что позволило им обмениваться некоторыми своими динамиками», — говорит Фрэнк Боннет, исследователь из группы мобильных роботов EPFL (MOBOTS), которая в настоящее время является частью школьной биороботической лаборатории (BioRob). Исследователи из MOBOTS разработали роботов, которые могут сливаться в группы животных и влиять на их поведение. Они проверили своих роботов на сообществах тараканов, птенцов и, совсем недавно, рыб — один из этих «шпионских» роботов смог проникнуть в стаю рыб в круглом аквариуме и заставить их плавать в заданном направлении.
Для этого исследования инженеры взяли эксперимент с рыбой и пошли еще дальше, соединив робота и косяк рыбы с колонией пчел в лаборатории в Граце, Австрия. Там пчелы живут на платформе с роботизированными терминалами на каждой стороне, которые они, как правило, стремятся обвести вокруг.
Робот действует как посредник
Роботы в пределах каждой группы из животных , излучаемых сигналы , специфичных для данного вида. Робот в школе рыбы , излучаемый как визуальные сигналы — с точкой зрения различных форм, цветов и полос — и поведенческих сигналов — как ускорения, вибрации и движения хвоста. Роботы в пчелиной колонии излучали сигналы в основном в виде вибраций, колебаний температуры и движения воздуха. Обе группы животных ответили на сигналы; рыба начала плавать в заданном направлении, а пчелы начали роиться только вокруг одного из терминалов. Роботы в этих двух группах регистрировали динамику каждой группы, обменивались этой информацией друг с другом, а затем переводили полученную информацию в сигналы, подходящие для соответствующих видов.
«Роботы действовали так, как если бы они были переговорщиками и переводчиками на международной конференции. Благодаря различным обменам информацией две группы животных постепенно пришли к общему решению», — говорит Франческо Мондада, профессор BioRob.
Во время эксперимента два вида животных «разговаривали» друг с другом, хотя они были на расстоянии около 700 километров друг от друга. В начале беседа была хаотичной, но в итоге привела к определенной координации. Через 25 минут группы животных были синхронизированы — все рыбы плавали против часовой стрелки и все пчелы роились вокруг одного из терминалов.
Обмен определенными характеристиками
«Виды даже начали перенимать некоторые характеристики друг друга. Пчелы стали немного более беспокойными и менее склонными к роению вместе, чем обычно, и рыбы начали собираться вместе больше, чем обычно», — говорит Боннет.
Результаты исследования могут помочь инженерам-робототехникам разработать эффективный способ для машин собирать и транслировать биологические сигналы. А для биологов исследование может помочь им лучше понять поведение животных и то, как люди внутри экосистемы взаимодействуют. Кроме того, исследование может быть использовано для разработки методов мониторинга естественной среды обитания с использованием исключительных сенсорных способностей животных. Например, ученые могут поощрять птиц избегать аэропортов и связанных с ними опасностей или направлять опылителей на органические культуры и избегать культур с пестицидами.
