Пчёлы и рыбы нашли общий язык при помощи роботов-"переводчиков"

Подопытные находились в разных странах: пчёлы в Австрии, а рыбы в Швейцарии. Однако спустя полчаса они действовали согласованно.

Фото EPFL.

Исследователи из нескольких европейских научных центров провели любопытный эксперимент. Они создали роботов-"переводчиков", которые помогли принимать коллективные решения животным двух совершенно разных видов.

Эта работа стала продолжением ряда других исследований. Изначально швейцарские инженеры создали автоматизированных шпионов, которые могут "влиться в коллектив" животных и повлиять на их поведение. Подобных "лазутчиков" уже подселяли к тараканам и к птенцам, а в одном из недавних испытаний робота внедрили в стаю рыб. В итоге "самозванец" заставил их плавать в определённом направлении.

Теперь же специалисты захотели расширить "сферу влияния" роботов. Одному из них предстояло вновь внедриться в стаю рыбок данио-рерио, в то время как других роботов установили в колонии медоносных пчёл.

У пчёл и рыб вряд ли есть много поводов встретиться, но даже если они это сделают, то им будет нечего сказать друг другу, шутят учёные. Однако в рамках нового проекта инженерам удалось наладить взаимодействие между ними.

"Мы создали беспрецедентный мост между двумя сообществами животных", – сообщает один из ведущих авторов новой работы Франк Бонне (Frank Bonnet) из Федеральной политехнической школы Лозанны.

Важно отметить, что подопытные находились на расстоянии 700 километров друг от друга, в разных странах: пчёлы в Австрии, а рыбы в Швейцарии. Координировать действия в режиме реального времени им помогли сигналы, передаваемые роботизированными посредниками.

Речь идёт о сигналах, специфических для каждого вида животных. Для рыб это были визуальные и поведенческие подсказки (ускорение движения, изменения окраски, определённые движения хвостом). Тем временем роботы в пчелиной колонии представляли собой "терминалы", вокруг которых роились насекомые. Эти устройства издавали другие специфические сигналы (вибрации, изменения температуры и потоков воздуха, к которым чувствительны опылители).

У каждой группы был выбор. Рыбы могли плавать по часовой или против часовой стрелки вокруг установленной в аквариуме "арены", в то время как пчёлы могли роиться вокруг одного из "терминалов". Роботы должны были помочь животным сделать выбор.

Каждое из устройств регистрировало динамику своей группы и передавало информацию "коллеге". Данные переводились в соответствующие сигналы, то есть на "язык" либо рыб, либо пчёл.

К примеру, когда стая данио-рерио плыла в одном направлении, роборыба передавала данные одному из роботов в улье, и тот начинал привлекать к себе пчёл посредством соответствующих сигналов. И наоборот.

Идея заключалась в том, чтобы такой цикл обратной связи в конечном итоге заставил всех рыб плыть строго в одном направлении, а всех пчёл – роиться вокруг одного "терминала".

"Роботы действовали так, как если бы они были переговорщиками и переводчиками на международной конференции. Благодаря обмену информацией две группы животных постепенно пришли к общему решению", – рассказывает соавтор исследования профессор Франческо Мондада (Francesco Mondada) из Федеральной политехнической школы Лозанны.

По словам учёных, сперва поведение животных было хаотичным, но в итоге начала прослеживаться координация действий. Через 25 минут после начала эксперимента поведение рыб и пчёл синхронизировалось: первые начали плавать против часовой стрелки, а пчёлы облюбовали один из "терминалов".

"Животные разных видов даже начали перенимать некоторые характеристики друг друга. Пчёлы стали чуть более беспокойными и менее склонными к роению, чем обычно, а рыбы стали группироваться кучнее, чем обычно", – отмечает Франк Бонне.

Учёные полагают, что подобные исследования должны помочь инженерам-робототехникам в обучении роботов сбору и трансляции биологических сигналов животных. А биологи смогут благодаря таким экспериментам лучше понять поведение животных внутри одной экосистемы.

Также специалисты надеются, что создание максимально реалистичных роботов-лазутчиков в будущем поможет управлять поведением настоящих животных в естественных условиях. К примеру, таким образом можно будет заставить стаю птиц покинуть воздушное пространство вблизи аэропорта или направлять пчёл только к безопасным растениям, не обработанным пестицидами.

Статья с более подробным описанием любопытного эксперимента представлена в журнале Science Robotics.

Напомним, что ранее авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о пчелодронах, которые возьмут на себя обязанности по опылению растений, о роботе-угре и роботе-скате для наблюдения за жизнью в океане, а также о взаимодействии двух роботов-животных: механический таракан сыграл роль авианосца для робоптицы.