余跃

2018-12-02 | 前沿

对游动的鱼的新见解可能导致机器人技术的进步

【据美国约翰·霍普金斯大学网站2018年11月29日报道】美国约翰·霍普金斯大学(Johns Hopkins University)的研究人员发现,鱼不停地游动看似随机,实际上可以随时为他们提供他们所需的最佳感官反馈。这一发现增进了我们对包括人类在内的所有动物执行的主动感知行为的理解,如快速移动、触摸和嗅探;展示了如何利用更好的传感器构建机器人,并能与环境进行更智能和更有效的交互。

科学家们对人们如何以及为什么要根据感觉反馈来调整我们的运动知之甚少。为了回答这个问题,Cowan和他的同事们研究了弱电鱼,这种鱼会产生一种微弱的电场,这种电场会辐射到它们的身体周围,帮助它们进行通讯和导航。研究小组为这些鱼创建了一个增强现实,这样他们就能够观察到随着来自环境的反馈发生变化,鱼的运动是如何变化的。

在鱼缸里,鱼在一根管子里盘旋,它们在管子里不停地来回摆动,以保持对周围环境稳定的感官输入。首先,研究人员通过移动管子的方式来改变环境,这种方式与鱼的运动同步,使鱼很难提取相同数量的信息。接着,他们让管子朝鱼的相反方向移动,让鱼更容易移动。在每一种情况下,这些鱼均能立即增加或减少它们的游动,以获得相同的信息。当管子的运动给它们较少的感官反馈时,它们会游得更多;当它们能得到更多的反馈时,它们会游得更少。在黑暗中,当鱼需要更多地依靠它们的电感受器时,这些发现会更加明显。它们感知世界的行为在不断的调整控制。

研究人员希望这种生物学上的见解可以用于制造带有更智能传感器的机器人。更多地了解这些微小的运动是如何工作的,可能会为我们的智能设备感知世界提供新的设计策略。该研究由James McDonnell基金会复杂系统学者奖学金、合作国家科学基金奖学金和国家科学基金会本科生科研经验奖学金资助。相关研究论文《Closed-Loop Control of Active Sensing Movements Regulates Sensory Slip》已发表在Current Biology上。

收藏
阅读数:
`

相关推荐

没有相关内容

作者关注

同源信息

`