Брачные игры роботов: свой среди чужих

      Комментарии к записи Брачные игры роботов: свой среди чужих отключены

Брачные игры роботов: свой среди чужих

    Гейл Патричелли, американский эксперт в области изучения поведения птиц, стала известной благодаря применению роботов в полевых изучениях Робот Fembot, замаскированный под самку полынного тетерева, катается по рельсовому пути невдалеке от токующих самцов. В робота встроены камера и 24 микрофона. На протяжении токования размещения самки получают множество самцов.
    Но как «женщина» показывает собственному избраннику, что он ей по душе? Расшифровать сигналы, каковые отправляют друг другу сейчас птицы, оказывают помощь опыты с участием робота Fembot На схеме продемонстрировано устройство робота, изображающего самку птицы шалашника. Робот может выполнять четыре типа перемещений. Он приводится в воздействие сервомоторами и управляется электроникой

Роботы-омары, роботы-лососи, роботы-ящерицы Вторжение автомобилей в животный мир стало сейчас в полной мере простым делом. Биологи оценили неповторимую возможность послать электронно-механического шпиона в самую гущу исследуемой судьбе. В отличие от человека, засланный робот не напугает животных, но будет подсматривать, подслушивать и пробовать вступать в контакт с мнимыми собратьями.

Танцы медной пчелы

Одним из пионеров применения электромеханических устройств для наблюдения за живой природой считается датчанин Аксель Микельсен, доктор наук Университета Южной Дании в Оденсе. В начале 90-х годов прошлого века он сконструировал роботизированную пчелу, которую «внедрили» в простой улей.

Целью опыта было изучение явления, суть которого люди пробовали разгадать еще в древние времена. Речь заходит о так называемых танцах пчел. Как мы знаем, что, в то время, когда пчела-фуражир возвращается в улей по окончании поисков пыльцы либо нектара, она начинает выполнять круговые либо восьмерочные перемещения, вовлекая в данный «танец» вторых особей. Еще в 1940-х годах доктор наук Мюнхенского университета Карл фон Фриш установил, что перемещения пчелы — это необычный инструктаж для сородичей.

Танцующая пчела показывает им, в каком направлении и на какое расстояние нужно лететь, дабы отыскать нектар и пыльцу. Сборщики нектара наряду с этим еще угощают вторых пчел принесенным нектаром, дабы те, возможно, оценили полезность и важность находки.

Но фон Фриш полагал, что именно перемещения на протяжении «танца» содержат в себе всю полноту информации о местонахождении нектара.

Приблизительно два десятилетия спустя вгляды германского доктора наук были подвергнуты ревизии со стороны американских исследователей Эдриана Веннера и Харальда Эша. Согласно их точке зрения, на протяжении «танца» пчела не только движется по определенной траектории, но и издает посредством крыльев низкочастотные звуки, причем как раз звуки играются главную роль в коммуникации. Потом Веннер передумал и, оставив в стороне догадку о звуковом общении, высказал предположение, что в танцах пчел отдельную роль в передаче информации делают запахи.

Так что же в итоге? Хватает ли фуражиру для информационного сообщения лишь перемещений либо он информирует дополнительные сведения посредством звуков? А возможно, не звуков, а запахов? Вот дабы дать добро данный спор, Аксель Микельсен и решил выстроить роботизированную имитацию танцующей пчелы. Честно говоря, то, что вышло у датчанина, было мало похоже на насекомое.

Тельце «пчелы» воображало собой маленький медный цилиндр, торцам которого придана полусферическая форма. Передняя часть цилиндра была покрыта пчелиным воском, дабы незнакомый запах не отпугивал пчел. На верхней части тельца Микельсен закрепил «крыло», которое выяснилось не чем иным, как лезвием от надёжной бритвы — не современной кассетной, а практически вышедшей из потребления станочной.

Но это еще не все. Над неестественной пчелой возвышалась целая конструкция, включавшая в себя штангу, связанную с электромотором, электромагнитный привод «крыла», заставлявший колебаться лезвие с различной частотой, и узкую трубку, по которой подавался сахарный сироп с цветочным запахом для угощения пчел. Все перемещения пчелы-робота управлялись компьютером.

Изучения с имитацией роботом пчелиных танцев на практике подтвердили предположения о том, что, во-первых, пчелы смогут слышать звуки (действительно, лишь низкочастотные, ниже 500 Гц), пользуясь для этого находящимся в усиках так называемым органом Джонстона, а во-вторых, информация в пчелином танце передается совокупностью звука и движения. По отдельности ни звук, ни перемещение не трудятся.

Женщина на колесиках

В улье царит кромешная тьма, и исходя из этого не так уж принципиально важно, похожа ли пчела-робот на настоящее насекомое. Другое дело, в то время, когда речь заходит об опытах, проводимых с участием животных и их электромеханических подражателей при свете дня. Американскому орнитологу Гейл Патричелли, которая выбрала темой собственных изучений поведение птиц во время сезона размножения, было нужно позаботиться о более реалистичном внешнем виде роботов, изображающих пернатых.

самые известные работы Гейл связаны с изучением совокупности сигналов, которыми обмениваются с самками токующие самцы полынного тетерева (Centrocercus urophasianus). Дело в том, что тетеревиный ток — это собственного рода смотрины: самцы, раскрывая оперение и издавая звуки посредством певческого мешка, пробуют понравиться самке, за которой остается право выбора партнера для спаривания. В случае если самец ощущает, что самка проявляет к нему «благосклонность», он активизирует собственные ухаживания.

В случае если же он чувствует холодность со стороны потенциальной женщины сердца, его активность понижается.

Вопрос, что интересовал Патричелли, заключался в том, как как раз тетерка сигнализирует самцу о том, что он желанен либо, напротив, отвержен. Дабы постараться обнаружить него ответ, был изготовлен робот Fembot, реалистично изображающий самку полынного тетерева и талантливый по команде с пульта имитировать перемещения, характерные данной птице.

Техническую задачу пара облегчал тот факт, что перемещения птиц от природы отрывисты, а помимо этого, их комплект, нужный для опыта, был очень ограничен. Роботу требовалось мочь распушить перья, поворачивать голову из стороны в сторону и припадать к почва. Для пущей реалистичности возможно было, возможно, снабдить тетерку лапами, но из-за простоты и дешевизны от создания шагающего робота отказались.

Около токовища был проложен рельсовый путь, и неестественная птица объезжала последовательность самцов на колесиках. К счастью, тетерева не среагировали на не через чур характерную птицам манеру передвижения и с радостью принимали Fembot как объект ухаживаний. Реакция самцов на его действия отслеживалась посредством целого и видеокамеры массива микрофонов — так как тетерева могут отправлять направленные звуковые сигналы, и крайне важно было выяснить, с какого именно как раз направления они поступают.

В ритме пузыря

Вдохновившись научными способами Гейл Патричелли, исследователи принялись использовать их в отношении вторых животных. Один из примеров — применение робота для изучения брачного зова лягушек Physalaemus pustulosus, живущих в тропических лесах Амазонии. Эти амфибии спариваются ночью, и ночами джунгли оглашаются зовом самцов, приглашающих самку к продолжению рода. Звук самца исходит из певческого мешка — круглого кожистого пузыря, надувающегося на горле.

Мешок устроен так, что воздушное пространство в перекачивается из одной его части в другую, другими словами, попросту говоря, гоняется туда-сюда, в следствии чего пузырь ритмично пульсирует.

Ученые из Техасского университета задались вопросом — играется ли вид пульсирующего мешка какую-либо независимую роль в брачных играх лягушек (они замечательно видят в темноте) либо имеет значение лишь звук? Дабы отыскать ответ, исследователи записали зов самцов, и изготовили резинового робота-лягушку, владеющего певческим мешком, что надувался особым насосом. Дабы перемещения мешка смотрелись реалистично, работа насоса управлялась электрическим знаком, промодулированным заведенной в осциллограф звукозаписью зова.

По результатам опытов стало известно, что зов самцов, выходящий из динамика, привлек в четыре раза меньше самок, чем тот же зов, звучащий в присутствии резинового робота с раздувающимся певческим мешком. Но когда условия опыта изменялись и звук рассинхронизировался с колебаниями мешка, самки разумеется теряли к «самцу» интерес.

Полученный итог очень поразил исследователей. Так как, как выяснилось, в общении между представителями этого вида земноводных отмечается что-то наподобие результата Макгурка. Данный эффект, обрисованный во второй половине 70-ых годов двадцатого века английским психологом Гарри Макгурком, пребывает в бимодальности восприятия людской речи. Как выяснилось, при живом общении ключевую роль в понимании слов говорящего играется не только звук голоса, но и перемещения губ в ходе речи.

В случае если сказанный движения и звук губ не соответствуют друг другу, это может стать обстоятельством неправильного восприятия речи, собственного рода слуховых галлюцинаций.

Вот так, направляя бездушные автомобили под управлением электроники к далеким от нас существам с их малопонятной судьбой, мы иногда обнаруживаем с данной живностью черты родства, о которых прежде кроме того и не подозревали.

Видео к статье: ссылка

Кишащий интеллект

Иногда живые существа оказывают помощь роботам стать несложнее и действеннее

Как обуздать массы

Как руководить громадным числом роботов, призванных трудиться над одной задачей? самый очевидный, но и технически сложный вариант — соединить каждого робота по связи с управляющим компьютером, что, оценивая обстановку в целом, будет раздавать личные руководства. Но имеется еще один вариант, посоветованный открытиями в области этологии коллективных насекомых.

Куча либо не куча?

В действительности, у муравьев либо термитов нет ни управляющего «высшего разума», ни совокупности коммуникаций между всеми отдельными особями. Но им в полной мере удается координировать действия громадных весов «населения», вести строительство, поддерживать четкое разделение труда. Наряду с этим отдельная особь принимает сигналы только от конкретно окружающей ее среды, отзываясь на них посредством несложного комплекта поведенческих реакций.

К примеру, муравьи, вынося из муравейника тела погибших сородичей, раскладывают их после этого в кучки. Где как раз начнет вырастать кучка — дело случая. Но чем больше тел лежит в данной кучке, с тем большей возможностью очередной муравей положит в нее вынесенный из муравейника труп. Налицо несложная реакция — «имеется кучка, значит, нужно добавить».

Неспешно кучки вырастают, а пространство между ними очищается.

Неслучайная случайность

На базе этих наблюдений появилась концепция «интеллекта роя», которая подсказывает технически более простое ответ для конструирования совокупностей с громадным числом организации и роботов управления ими. Любой робот функционирует самостоятельно, взаимодействуя только с ярким окружением и подчиняясь четким несложным правилам. При наличии определенного элемента случайности в действиях отдельного робота заданная цель — в силу вероятностных факторов — в итоге будет достигнута.

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№81, июль 2009).

РОБОТ ТРАНСФОРМЕР против СКЕЛЕТА Мультик ИГРА Tower Conquest


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: