Door middel van een fantasierijk experiment, onderzoekers waren in staat om twee zeer verschillende diersoorten die ver uit elkaar lagen met elkaar te laten communiceren en met behulp van robots tot een gedeelde beslissing te komen.

Bijen en vissen hebben niet vaak de gelegenheid om elkaar te ontmoeten, ze zouden elkaar ook niet veel te zeggen hebben als ze dat wel deden. Echter, in het kader van het ASSISIbf-project, ingenieurs van EPFL en vier andere Europese universiteiten konden groepen bijen en vissen met elkaar laten communiceren. De bijen bevonden zich in Oostenrijk en de vissen in Zwitserland. Door robots, de twee soorten stuurden signalen heen en weer naar elkaar en begonnen geleidelijk hun beslissingen te coördineren. Het onderzoek is vandaag gepubliceerd in Wetenschap Robotica .

"We hebben een ongekende brug gemaakt tussen de twee dierengemeenschappen, waardoor ze een deel van hun dynamiek kunnen uitwisselen, " zegt Frank Bonnet, een onderzoeker bij EPFL's Mobile Robots Group (MOBOTS), dat nu deel uitmaakt van het Biorobotics Laboratory (BioRob) van de school. Onderzoekers van MOBOTS hebben robots ontworpen die kunnen opgaan in groepen dieren en hun gedrag kunnen beïnvloeden. Ze hebben hun robots getest op gemeenschappen van kakkerlakken, kuikens en, recenter, vissen - een van deze 'spionage'-robots was in staat om een ​​school vissen in een cirkelvormig aquarium te infiltreren en ze in een bepaalde richting te laten zwemmen.

Voor deze studie is ingenieurs namen het visexperiment en gingen een stap verder, het verbinden van de robot en school vissen met een kolonie bijen in een laboratorium in Graz, Oostenrijk. Daar leven de bijen op een platform met aan weerszijden robotterminals waar ze van nature rondzwermen.

Fungeren als tussenpersoon

De robots binnen elke groep dieren zenden signalen uit die specifiek zijn voor die soort. De robot in de school vissen straalde beide visuele signalen uit - in termen van verschillende vormen, kleuren en strepen – en gedragssignalen – zoals versnellingen, trillingen en staartbewegingen. De robots in de bijenkolonie zenden signalen voornamelijk uit in de vorm van trillingen, temperatuurschommelingen en luchtbewegingen. Beide groepen dieren reageerden op de signalen; de vissen begonnen in een bepaalde richting te zwemmen en de bijen begonnen rond slechts één van de terminals te zwermen. De robots in de twee groepen registreerden de dynamiek van elke groep, die informatie met elkaar hebben uitgewisseld, en vervolgens de ontvangen informatie vertaald in signalen die geschikt zijn voor de overeenkomstige soort.

“De robots gedroegen zich als onderhandelaars en tolken in een internationale conferentie. Door de verschillende informatie-uitwisselingen, de twee groepen dieren kwamen geleidelijk tot een gezamenlijk besluit, " zegt Francesco Mondada, een professor bij BioRob.

Tijdens het experiment, de twee diersoorten "praatten" met elkaar, ook al waren ze zo'n 700 kilometer van elkaar verwijderd. Het gesprek was in het begin chaotisch, maar leidde uiteindelijk tot een zekere mate van coördinatie. Na 25 minuten, de diergroepen waren gesynchroniseerd - alle vissen zwommen tegen de klok in en alle bijen hadden rond een van de terminals gezwommen.

Bepaalde kenmerken verwisselen

"De soort begon zelfs wat van elkaars eigenschappen over te nemen. De bijen werden wat onrustiger en zwermen minder snel samen dan normaal, en de vissen begonnen zich meer te groeperen dan normaal, ' zegt Bonnet.

De bevindingen van het onderzoek kunnen robotica-ingenieurs helpen bij het ontwikkelen van een effectieve manier voor machines om biologische signalen op te vangen en te vertalen. En voor biologen, de studie zou hen in staat kunnen stellen om het gedrag van dieren en hoe individuen binnen een ecosysteem met elkaar omgaan beter te begrijpen. Verder weg, het onderzoek zou kunnen worden gebruikt om methoden te ontwikkelen voor het monitoren van natuurlijke habitats door gebruik te maken van de uitzonderlijke sensorische vermogens van dieren. Bijvoorbeeld, wetenschappers zouden vogels kunnen aanmoedigen om luchthavens en de bijbehorende gevaren te mijden of bestuivers naar biologische gewassen te leiden en weg van gewassen met pesticiden.