Pez robot puede cambiar el comportamiento de cardúmenes de manera controlada

Por Martín GS |

Publicado a las 11:26 PM CST en Nov 8,2017 | Actualizado a las 11:26 PM CST en Nov 8,2017


Un nuevo robot en miniatura desarrollado por investigadores de la EPFL puede nadar junto con los peces, aprender cómo se comunican entre sí y hacer que cambien de dirección o se unan. Estas capacidades han sido probadas en cardúmenes de peces cebra.

Investigadores del Laboratorio de Sistemas Robóticos de la EPFL (LSRO), dirigido por el profesor Francesco Mondada, han desarrollado un robot en miniatura que puede integrarse perfectamente en las escuelas de peces cebra. Su trabajo se llevó a cabo como parte de un programa de investigación de la UE entre seis instituciones asociadas, y los resultados se publicaron recientemente en Bioinspiration & Biomimetics.

Creamos una especie de” agente secreto “que puede infiltrarse en estos bancos de peces pequeños”, dice Frank Bonnet con una sonrisa. Bonnet es un investigador post-doctoral en la LSRO y uno de los autores del estudio. El robot tiene siete centímetros de largo – más largo que el pez modelo, pero con la misma forma y proporciones. Está dotado de imanes que lo unen a un pequeño motor instalado bajo el acuario para impulsarlo a través del agua. Los investigadores eligieron el pez cebra, o Danio rerio, para su estudio porque es una especie robusta cuyas escuelas tienden a cambiar de dirección y moverse muy rápidamente.

El programa de investigación tiene dos vertientes. El primero trata de la biología, estudiando las interacciones sociales entre peces individuales. Aquí el robot ayuda a los científicos a generar estímulos específicos y a probar la respuesta de los peces. El segundo aspecto se refiere a la robótica, y es aquí donde los investigadores de la EPFL centraron su trabajo.

Encontrando los criterios correctos

En primer lugar, el equipo determinó los criterios clave que permitirían al robot integrarse en las escuelas de pez cebra y posteriormente influir en su comportamiento. Estas incluían características físicas del pez, como la forma, el color, las rayas, etc. También se tuvieron en cuenta características de comportamiento como la velocidad lineal, la velocidad de aceleración, la distancia entre peces, el tamaño de los cardúmenes, sus vibraciones y movimientos y el ritmo al que estos mueven la cola.

Los investigadores también querían desarrollar un sistema de bucle cerrado en el que el robot fuera capaz no sólo de influir en el comportamiento del pez, sino también de adaptar su propio comportamiento aprendiendo a comunicarse y moverse como lo hacen. Como resultado, el mecanismo de natación del robot -diseñado inicialmente con la ayuda de biólogos- mejoró gradualmente a medida que el robot pasaba más tiempo con los peces.

El equipo probó su robot en diferentes acuarios, algunos de los cuales tenían áreas delineadas como pequeños salones y pasillos. Las pruebas incluyeron diez escuelas de cuatro peces cebra cada una que interactuaron con el robot. Para cada prueba, los investigadores registraron la posición y el movimiento de peces individuales, el movimiento del cardumen en su conjunto y la propensión del robot a integrarse en el cardumen. Luego compararon sus resultados con observaciones realizadas en cardúmenes de cinco peces cebra nadando bajo las mismas condiciones, pero sin el robot. Y sus hallazgos fueron inequívocos.

“Los peces aceptaron al robot en sus escuelas sin ningún problema”, dice Bonnet. “Y el robot también era capaz de imitar el comportamiento de los peces, incitándolos a cambiar de dirección o nadar de una habitación a otra.”

 

Ya se habían realizado estudios similares en la LSRO, pero sobre cucarachas. “Los peces son animales mucho más complicados. Para integrarse en una comunidad de insectos, un robot simplemente tiene que emitir ciertos tipos de feromonas. Pero integrarse en una comunidad de vertebrados parece implicar muchos más criterios, en términos de apariencia, movimiento y vibración”, dice Bonnet.


Referencias & Fuentes

phys.org/news | A robotic spy among the fish

 

 

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Martín González Soto

Martin González Soto (n. en 1974 en la Santiago de Chile), nacionalizado Español  en 1999, es un profesor de robotica aplicada e informática de la Universidad Libre de Madrid, en España, y un reconocido experto en redes neuronales artificiales e inteligencia artificial. 

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