Investigadores utilizan peces robóticos para explorar el 'teletransporte conductual'

pez cebra real y robótico

Transferencia del inventario completo de comportamientos y acciones de un organismo vivo a una réplica robótica ubicada remotamente

Investigadores de la NYU Tandon School of Engineering están trabajando en un nuevo enfoque llamado "teletransportación conductual", que podría conducir a una comprensión más profunda del comportamiento social, interacciones entre especies invasoras y nativas, relaciones depredador/presa, así como mejores interfaces humano/robot.

El equipo de investigadores estuvo dirigido por Maurizio Porfiri, profesor de instituto en NYU Tandon.

Teletransportación conductual

El nuevo sistema llamado teletransportación conductual es la transferencia del inventario completo de comportamientos y acciones de un organismo vivo a una réplica robótica ubicada remotamente. Para el trabajo de los investigadores, fue la base un pez cebra vivo, lo que les permitió manipular y comprender en tiempo real las interacciones sociales de forma independiente.

El equipo construyó primero una configuración de dos tanques acuáticos separados, cada uno con un pez y una réplica robótica. Dentro de cada tanque, los peces vivos nadaban con la réplica robótica, que estaba replicando y haciendo coincidir la morfología y el patrón de locomotora de los peces vivos en el otro tanque.

Los investigadores confiaron en un sistema de seguimiento automático para puntuar los patrones de locomotora de los peces vivos, que se utilizaron para controlar la réplica robótica en el otro tanque a través de un manipulador externo. Gracias a este sistema, el etograma completo de cada pez se pudo transferir a través de los tanques en solo una fracción de segundo.

tanques de experimento de teletransporte

Este sistema creó una interacción entre los dos animales vivos ubicados de forma remota mediante el uso de robótica. Con la capacidad de controlar de forma independiente la morfología de los robots, los equipos se propusieron explorar las conexiones entre la apariencia y los movimientos en el comportamiento social.

La réplica teletransportó el movimiento del pez con una tasa de precisión del 95% en casi todas las pruebas, con un retraso máximo de menos de dos décimas de segundo.

En algunos de los trabajos anteriores de Porfiri, pudo demostrar a los robots como modelos de comportamiento exitosos para el pez cebra, con bancos de peces cebra siguiendo a sus homólogos robóticos.

"En los seres humanos, el comportamiento social se desarrolla en acciones, hábitos y prácticas que, en última instancia, definen nuestra vida individual y nuestra sociedad", dijo Simone Macrì del Centro de Ciencias del Comportamiento y Salud Mental, Isituto Superiore di Sanitá, Roma. "Estos dependen de procesos complejos, mediados por rasgos individuales (calvicie, altura, tono de voz y atuendo, por ejemplo) y retroalimentación conductual, vectores que a menudo son difíciles de aislar. Este nuevo enfoque demuestra que podemos aislar las influencias en la calidad de la interacción social y determinar qué características visuales importan realmente".

Uno de los hallazgos del equipo provino de experimentos sobre roles de líder/seguidor entre peces grandes y pequeños. En los experimentos, un pez grande nadaba con una pequeña réplica que reflejaba el comportamiento de un pez pequeño en el otro tanque. El equipo se sorprendió al descubrir que el pez más pequeño lideraba las interacciones en lugar del más grande.

réplicas de pez cebra robótico

Usos humanos

Este sistema podría usarse en el futuro para interacciones humanas, y las posibilidades son infinitas. Una de esas posibilidades es la teletransportación de circuito cerrado, donde los robots actuarían como representantes de las personas.

Mart Karakaya, candidato a doctorado en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de NYU Tandon, detalló una de las posibilidades más interesantes del sistema.

"Un ejemplo serían las colonias de Marte, donde los expertos de la Tierra podrían usar robots humanoides como una extensión de ellos mismos para interactuar con el medio ambiente y las personas allí", dijo. "Esto proporcionaría un examen médico más fácil y preciso, mejoraría el contacto humano y reduciría el aislamiento. Se deben completar estudios detallados sobre los efectos conductuales y psicológicos de estos poderes para comprender mejor cómo se pueden implementar estas técnicas en la vida diaria".

La investigación fue publicada en la revista Cell Press iScience: Behavioral Teleporting of Individual Ethograms onto Inanimate Robots: Experiments on Social Interactions in Live Zebrafish.

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