Teletransportarse es un tropo de ciencia ficción con el que a menudo se asocia Star Trek . Pero se está explorando un tipo diferente de teletransportación en la Escuela de Ingeniería Tandon de la Universidad de Nueva York, uno que podría permitir a los investigadores investigar la base misma del comportamiento social, estudiar las interacciones entre las especies invasoras y nativas para preservar los ecosistemas naturales, explorar la relación depredador / presasin representar un riesgo para el bienestar de los animales, e incluso ajustar las interfaces humano / robot.
El equipo, dirigido por Maurizio Porfiri, profesor del Instituto en NYU Tandon, ideó un enfoque novedoso para lograr que los peces separados físicamente interactúen entre sí, lo que lleva a ideas sobre qué tipo de señales influyen en el comportamiento social.
El sistema innovador, llamado "teletransportación conductual", la transferencia del inventario completo de comportamientos y acciones etograma de un pez cebra vivo a una réplica robótica ubicada remotamente, permitió a los investigadores manipular de forma independiente múltiples factores que sustentan las interacciones sociales enen tiempo real. La investigación, "Teletransportación conductual de etogramas individuales en robots inanimados: experimentos sobre interacciones sociales en peces cebra vivos", aparece en la revista Cell Press iScience .
El equipo, que incluía a Mert Karakaya, candidato a doctorado en el Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de NYU Tandon, y Simone Macrì del Centro de Ciencias del Comportamiento y Salud Mental, Istituto Superiore di Sanità, Roma, ideó una configuraciónconsta de dos tanques separados, cada uno con un pez y una réplica robótica. Dentro de cada tanque, los peces vivos de la pareja nadó con la réplica del pez cebra que coincide con la morfología y el patrón de locomotora del pez vivo ubicado en el otro tanque.
Un sistema de seguimiento automático puntuó cada uno de los patrones de locomotora de los sujetos vivos, que a su vez se utilizaron para controlar la réplica robótica que nadaba en el otro tanque a través de un manipulador externo. Por lo tanto, el sistema permitió la transferencia del etograma completo decada pez cruza los tanques en una fracción de segundo, lo que establece una interacción compleja mediada por la robótica entre dos animales vivos ubicados de forma remota. Al controlar de forma independiente la morfología de estos robots, el equipo exploró el vínculo entre la apariencia y los movimientos en el comportamiento social.
Los investigadores encontraron que la réplica teletransportó el movimiento del pez en casi todas las pruebas 85% del tiempo total experimental, con una precisión del 95% en un lapso de tiempo máximo de menos de dos décimas de segundo. La alta precisión enla replicación de la trayectoria de los peces se confirmó mediante un análisis equivalente de velocidad, velocidad de giro y aceleración.
Porfiri explicó que el sistema de teletransportación conductual evita los límites del modelado típico con robots.
"Dado que los enfoques existentes implican el uso de una representación matemática de la conducta social para controlar los movimientos de la réplica, a menudo conducen a respuestas conductuales antinaturales de animales vivos", dijo. "Pero debido a que la teletransportación conductual 'copia / pega' lacomportamiento de un pez vivo en proxies robóticos, confiere un alto grado de precisión con respecto a factores tales como posición, velocidad, velocidad de giro y aceleración. "
Investigaciones anteriores de Porfiri que demostraron que los robots son viables, ya que los modelos de comportamiento del pez cebra mostraron que se podría hacer que los bancos de peces cebra siguieran el ejemplo de sus contrapartes robóticas.
"En los humanos, el comportamiento social se desarrolla en acciones, hábitos y prácticas que, en última instancia, definen nuestra vida individual y nuestra sociedad", agregó Macrì. Estos dependen de procesos complejos, mediados por rasgos individuales: calvicie, altura, tono de voz,y el atuendo, por ejemplo, y la retroalimentación del comportamiento, vectores que a menudo son difíciles de aislar. Este nuevo enfoque demuestra que podemos aislar las influencias en la calidad de la interacción social y determinar qué características visuales realmente importan . "
La investigación incluyó experimentos para comprender la relación asimétrica entre peces grandes y pequeños e identificar roles de líder / seguidor, en los que un pez grande nadaba con una pequeña réplica que reflejaba el comportamiento de los peces pequeños colocados en el otro tanque y viceversa..
Karakaya dijo que el equipo se sorprendió al descubrir que los peces más pequeños, no más grandes, "lideraban" las interacciones.
"No hay resultados concluyentes sobre por qué podría ser así, pero una razón podría deberse a la naturaleza 'curiosa' de los individuos más pequeños para explorar un espacio novedoso", dijo. "En entornos conocidos, los peces grandes tienden aplomo; sin embargo, en nuevos entornos, los animales más grandes y más viejos pueden ser cautelosos en su enfoque, mientras que los más pequeños y más jóvenes podrían ser 'más audaces' ".
El método también llevó al descubrimiento de que la interacción entre los peces no estaba determinada únicamente por los patrones locomotores, sino también por la apariencia.
"Es interesante ver que, como es el caso de nuestra propia especie, existe una relación entre apariencia e interacción social", agregó.
Karakaya agregó que esto podría servir como una herramienta importante para las interacciones humanas en el futuro cercano, por lo que, a través del teletransporte de circuito cerrado, las personas podrían usar robots como representantes de sí mismos.
"Un ejemplo serían las colonias en Marte, donde los expertos de la Tierra podrían usar robots humanoides como una extensión de ellos mismos para interactuar con el medio ambiente y las personas allí. Esto proporcionaría un examen médico más fácil y preciso, mejoraría el contacto humano y reduciríaaislamiento. Se deben completar estudios detallados sobre los efectos conductuales y psicológicos de estos sustitutos para comprender mejor cómo se pueden implementar estas técnicas en la vida diaria ".
Este trabajo fue apoyado por la National Science Foundation, el National Institute on Drug Abuse y la Office of Behavioral and Social Sciences Research.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Escuela de Ingeniería NYU Tandon . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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