Scholierende vissen, synchroon bewegend in het water - de snelheid waarmee ze van richting veranderen en de coördinatie van deze plotselinge bewegingen zijn fascinerend, maar hoe doen ze dat? In mensensporten kunnen professionele spelers anticiperen op de bewegingen van hun teamgenoten, waardoor ze ook snel kunnen reageren. Volgens een nieuwe Bioinspiration &Biomimetics onderzoek door onderzoekers van de Science of Intelligence Cluster of Excellence aan de Humboldt-Universität zu Berlin (HU Berlijn) en IGB, kunnen vissen hetzelfde doen.

Met behulp van een robotvis heeft het team aangetoond dat guppy's kunnen anticiperen op het gedrag van hun kunstmatige soortgenoot en zowel de richting als de dynamiek van zijn bewegingen kunnen voorspellen. Wetenschappelijke inzichten in anticipatie helpen ook om robots te programmeren om de intenties van mensen voor actie af te leiden.

De term anticipatie is afgeleid van het Latijnse "anticipare", wat "voorspellen" of "voorspellen" betekent. In een sociale context is anticipatie een proces in twee stappen dat een eerste voorspelling van de acties van de ander omvat, gevolgd door een actie van zichzelf die de initiële voorspelling integreert. Met andere woorden, ik voorspel wat u gaat doen en ik zal daarnaar handelen. Anticipatie maakt deel uit van bredere concepten zoals sociale responsiviteit, of zogenaamde sociale competentie.

"Voorspellen en voorspellen wat sociale partners in de toekomst zullen doen, kan een groot voordeel zijn in sociale interacties, als het eigen gedrag vervolgens adaptief kan worden veranderd", legt professor Jens Krause uit, een gedragsecoloog bij HU Berlijn en IGB, die het onderzoek leidde. .

Aan de hand van het voorbeeld van vissen die synchroon in een school bewegen, onderzocht het onderzoeksteam de hypothese of individuen anticiperen op de bewegingen van hun buren om de reactietijd te minimaliseren wanneer sociale partners van richting veranderen. Bovendien gingen de onderzoekers er op basis van eerdere experimenten van uit dat dieren die in groepen zijn georganiseerd, kunnen anticiperen op de gebieden in de habitat die een sociale partner in de toekomst zal bezoeken.

Bij het scholen van vissen, vergelijkbare mechanismen als professionele teamsporten

"We weten uit onderzoeken dat professionals in balsporten de vluchtcurve of impactlocatie van de bal kunnen voorspellen, zelfs voordat de bal wordt gegooid of geschopt, door de eerste lichaamsbewegingen en houdingen van de werpende speler te interpreteren. En ze doen het veel beter dan leken Anticipatie is aangeboren in ons mensen, maar het kan worden verbeterd door training en oefening. Een school vissen beweegt heel snel, en we kennen al enkele aspecten die dit beïnvloeden. Maar wat we tot nu toe niet wisten, is of anticiperen deel uitmaakt van dit complexe proces", zegt David Bierbach, een onderzoeker in de Cluster of Excellence en hoofdauteur van de studie.

De onderzoekers lieten individuele levende guppy's (Poecilia reticulata, een kleine, soms scholende vis) samen zwemmen met een robotvis waarvan eerder was aangetoond dat het een geaccepteerde soortgenoot is. De robotvis zwom altijd hetzelfde zigzagpad in de experimentele tank, eindigend in een van de hoeken, waardoor de levende vissen zowel de locatie van het uiteindelijke doelwit als de specifieke bochten van de robot in drie opeenvolgende proeven konden leren.

De reacties van de levende vissen werden gecategoriseerd in termen van globale anticipatie, gedefinieerd als de relatieve tijd totdat de robotvis zijn definitieve positie bereikte. Daarnaast bepaalden de onderzoekers de lokale anticipatie, d.w.z. de timing en locatie van de beurten van de levende vis ten opzichte van de beurten van de robotvis.

En inderdaad, de vis vertoonde op wereldschaal anticiperend gedrag:in de derde experimentele run bereikte meer dan de helft van de vissen de doelhoek van de robotvis aanzienlijk eerder dan de robotvis zelf. Wat de lokale anticipatie betreft, bleek dat het draaigedrag van de vis als reactie op de robot in de loop van de proeven veranderde:aanvankelijk draaide de vis achter de robot aan, maar bij de laatste proef werd dit omgekeerd, toen ze zelfs van richting veranderden iets voor de robot.

"De resultaten laten zien dat vissen in staat zijn te anticiperen op het gedrag van sociale partners en er zelfs beter in worden door training. Dit is dus een andere verklaring voor waarom vissen in een school - die elkaar goed kennen - in staat zijn tot extreem snelle collectieve bewegingen, zei David Bierbach. Dergelijke experimenten zijn ook belangrijk voor het begrijpen van patronen van biologische intelligentie en het ontwikkelen van slimme technologieën. + Verder verkennen

Een extreem sociale robotvis helpt de collectieve patronen van dierengroepen te ontrafelen