Peces y abejas “Hablar” con ayuda de traductores robóticos
ARRIBA: Abejas melíferas de un día de edad se reúnen alrededor de un robot emisor de calor (izquierda) mientras un pez cebra nada con un robot en un acuario con forma de dona. Cuando los robots abeja y pez transmiten información sobre el comportamiento de los animales circundantes, influye en el comportamiento de ambos grupos. FRANK BONNET/EPFL
Un robot que interactúa con abejas jóvenes en Graz, Austria, intercambió información con un robot nadando con peces cebra en Lausana, Suiza, y los robots’ la comunicación influyó en el comportamiento de cada grupo de animales, según un estudio publicado en Science Robotics hoy (20 de marzo).
“It’ s la primera vez que las personas usan este tipo de tecnología para que dos especies diferentes se comuniquen entre sí” dice Simon Garnier, un biólogo de sistemas complejos del Instituto de Tecnología de Nueva Jersey que no participó en el estudio. «Es una prueba de concepto que puedes hacer que los robots medien en las interacciones entre grupos distantes». Agrega, sin embargo, que…
A medida que la tecnología robótica ha avanzado, los biólogos han tratado de aprovecharla, construyendo robots que se ven y se comportan como animales. Esto ha permitido a los investigadores controlar un lado de las interacciones sociales en los estudios del comportamiento animal. Los robots que se integran con éxito en las poblaciones de animales también brindan a los científicos un medio para influir en el comportamiento de los grupos.
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Pensamos en el siguiente paso. . . [está] agregando características al grupo que los animales no pueden hacer porque no tienen las capacidades para hacerlo, Jos Halloy, físico de la Universidad Paris Diderot que ha estado trabajando en el desarrollo de robots para interactuar de manera inteligente con los animales durante más de una década, escribe en un correo electrónico. Lo simple y llamativo es que los robots pueden usar las telecomunicaciones o Internet y los animales no pueden hacer eso.
En el nuevo trabajo, Halloy se asoció con colaboradores del Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL), la Universidad de Graz en Austria, y en otros lugares para que dos sociedades diferentes de animales y robots interactúen a través de la tecnología de comunicaciones moderna. Los investigadores trabajaron con dos especies muy diferentes que normalmente no interactuarían en la naturaleza, las abejas melíferas y el pez cebra, y alojaron a los animales experimentales a más de 1000 kilómetros de distancia. Lo que hicimos fue un poco extremo, admite el coautor e ingeniero de EPFL Frank Bonnet.
En pruebas de 30 minutos, los equipos presentaron a los animales una elección colectiva. En el caso de las abejas, esa elección era a cuál de los dos robots emisores de calor se reunirían, mientras que el pez cebra, que compartía su tanque en forma de rosquilla con un robot parecido a un pez, decidiría en qué dirección nadar. Tanto los robots de la colonia de abejas como el pez robot interactuaron con los animales reales mientras se realizaban los experimentos. Los robots abeja tienen sensores infrarrojos que les permiten estimar la densidad de las abejas cercanas y, a medida que se agrupaban más abejas, los robots producían más calor, atrayendo a más abejas a reunirse alrededor. El pez robot detecta la ubicación del pez y de sí mismo con una cámara que filma el acuario, y responde a los cambios en la dirección del pez real siguiendo a la mayoría, lo que a su vez influye en la decisión colectiva del grupo sobre en qué dirección nadar.
Luego, los investigadores vincularon los dos robots a través de una conexión a Internet. A medida que las abejas gravitaban hacia un robot u otro, esa información podía transferirse al pez robot, que interpretaba la noticia como más peces eligiendo una dirección de nado en sentido horario o antihorario. Por el contrario, la información sobre la dirección de nado de los peces en el grupo podría transmitirse desde el robot pez a los robots abeja, que interpretaron la señal como que más abejas eligieron un robot en particular. Cuando hacemos la conexión entre las dos configuraciones, los robots actúan como traductores, dice Bonnet.
Dejados a su suerte, los peces cebra, aunque generalmente nadan en grupo, no se quedan nadando en una dirección; frecuentemente invierten el curso. Pero cuando el pez robot recibía información de los robots abeja, el pez llegaba a un consenso durante varios minutos o más. Eso es porque las abejas jóvenes, cuando los robots en su colonia no recibían información del pez robot, después de unos 15 minutos se conformaban con uno de los dos robots.
Por el contrario, el pez nadaba indeciso patrones influyeron en el comportamiento de las abejas melíferas. Si el pez robot compartió información con la colonia de abejas, las abejas continuaron moviéndose de un lado a otro entre los dos calentadores durante toda la prueba de 30 minutos. Si la comunicación era bidireccional, las abejas se asentaban alrededor de uno de los dos bots en el recinto, pero tardaban unos cinco minutos más. Esto hizo que los peces se establecieran en una dirección de natación.
Una sola ejecución de 30 minutos del experimento con comunicación bidireccional entre las abejas y los peces, se aceleró 10 veces.Sci Robot, 4:eaau7897, 2019
Es técnicamente muy impresionante; Compro el argumento de que ha habido alguna forma de comunicación, dice Garnier. Pero se pregunta cómo se utilizará la tecnología. No estoy seguro de dónde encaja en términos científicos.
Guy Theraulaz, que estudia el comportamiento colectivo en el Centro de Investigación sobre Cognición Animal del CNRS en Toulouse, Francia, está de acuerdo. Desde el punto de vista biológico, no aprendemos nada, señala, y desde el punto de vista de la ingeniería, el aspecto clave del experimento es la integración de los robots en las sociedades animales, que ya se había hecho. Están vendiendo algo que es un poco trivial, dice.
Los investigadores argumentan que el estudio de prueba de concepto apunta a nuevos enfoques para interrogar las interacciones de las especies naturales, al igual que los robots ya se han utilizado para hacerlo. estudiar el comportamiento social dentro de la especie. Nos permite hacer experimentos con animales para construir modelos matemáticos de comportamientos, dice Halloy.
Nicole Abaid, ingeniera de Virginia Tech que no participó en el trabajo, también pudo ver este tipo de trabajo que proporciona información sobre la mejor manera de desarrollar sistemas robóticos multiagente, como el enjambre robótico, en el que muchos robots pequeños se implementan al unísono para aplicaciones como agricultura de precisión o búsqueda y rescate. Si bien la mayoría de los llamados sistemas distribuidos usan muchos de un tipo de robot, los ingenieros están comenzando a experimentar con dispositivos de diferentes tipos, por ejemplo, un cuadricóptero y un vehículo terrestre, dice Abaid. La idea de que podrías tener una interacción entre especies en la aplicación de la robótica es súper interesante.
F. Bonnet et al., Robots que median interacciones entre animales para comportamientos colectivos entre especies, Sci Robot, 4:eaau7897, 2019.
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