Robots overbruggen de kloof: interactie tussen afgelegen vis- en bijenpopulaties mogelijk maken

• Onderzoekers creëerden een brug tussen twee uiterst verschillende diersoorten met behulp van robots.
• De brug stelde beide dierengroepen in staat om een deel van hun dynamica uit te wisselen en een gezamenlijke beslissing te nemen.

Robotica is een cruciaal instrument geworden bij het analyseren van diergedrag. In de afgelopen jaren zijn robots geïntroduceerd in bepaalde dierfamilies door ze te ontwikkelen om specifieke signalen af te geven die dieren gebruiken om met elkaar te interacteren.

Deze robots kunnen eenvoudig waarnemers zijn of op specifiek diergedrag acteren om roofprooi-interacties te simuleren. Ze kunnen ook sociaal interacteren in dierengroepen door enkele van de signalen na te bootsen die tijdens sociale interacties worden gebruikt.

Onlangs voerden onderzoekers van het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie (EPFL) een experiment uit waarbij ze twee verschillende diersoorten met elkaar lieten interacteren met behulp van speciale robots. Ze creëerden een brug tussen twee dierengroepen, waardoor ze een deel van hun dynamica konden uitwisselen en een gezamenlijke beslissing konden nemen.

Hoe deden ze dat?

Vissen en bijen ontmoeten elkaar normaal niet, noch hebben ze veel te communiceren als ze dat wel zouden doen. Het onderzoeksteam maakte deze uiterst verschillende soorten echter informatie met elkaar uitwisselen: ze transmitteerden signalen heen en weer via robots.

Onderzoekers hebben hun 'spionagerobots' al getest op groepen kuikens en kakkerlakken. In 2018 plaatsten ze een van deze robots bij een schol vis in een cirkelvormig aquarium. Verrassend genoeg was de robot in staat om alle vissen in een bepaalde richting te laten zwemmen.

Referentie: Science Robotics | doi:10.1126/scirobotics.aau7897 | EPFL

Deze keer gingen de onderzoekers een stap verder: ze verbonden de schol vis en robot met een groep bijen in een lab. Beide dierengroepen waren bijna 700 kilometer uit elkaar.

De robotterminals bij de bijen gaven signalen af in de vorm van temperatuursvariatie, trillingen en luchtbewegingen. Terwijl de robots in de schol vis visuele en gedragssignalen uitstraalden. De visuele signalen gaan over strepen, kleuren en vorm, terwijl het gedragssignaal informatie draagt over trillingen, versnelling en staartbewegingen.

Afbeelding: EPFL

Beide dierengroepen reageerden op deze signalen: de bijen begonnen te zwermen rond een bepaalde terminal terwijl de vissen in een bepaalde richting gingen zwemmen. De robots vangden de dynamica van beide groepen op, wisselden data met elkaar uit en converteerden de ontvangen data naar signalen die geschikt waren voor de bijbehorende soort.

De communicatie was de eerste 25 minuten 'warrig', maar later vertoonden beide groepen gesynchroniseerde acties: alle bijen zwermden rond één terminal en alle vissen zwemmen in tegenwijzerzin.

Feitelijk namen de soorten enkele kenmerken van de andere groep aan. De vissen begonnen meer dan normaal samen te zwemmen, en de bijen werd onrustiger en minder geneigd om samen te zwermen.

Wat is de volgende stap?

De resultaten tonen de haalbaarheid aan van het creëren en controleren van gedragspatronen in biohybride groepen van verschillende soorten. Zulke verbindingen tussen verschillende soorten en diverse robotische systemen kunnen de deur openen voor nieuwe typen artificiële collectieve intelligentie, die autonom besluitvorming kan verbeteren met behulp van de perceptuele capaciteiten van dieren en hun hersenen.

De studie kan worden gebruikt om technieken te ontwikkelen voor het monitoren van natuurlijke habitats. Wetenschappers kunnen bijvoorbeeld bestuivers naar biologische gewassen leiden en vogels aanmoedigen om vliegvelden en gerelateerde gevaren te vermijden.