約翰斯·霍普金斯大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，魚類的不斷移動(dòng)似乎是隨機(jī)的，實(shí)際上可以隨時(shí)為他們提供他們?cè)谑澜缟纤璧淖罴迅泄俜答仭?/p>

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)于今天發(fā)表在“當(dāng)代生物學(xué)”雜志上，增強(qiáng)了我們對(duì)所有動(dòng)物(包括人類)進(jìn)行的主動(dòng)感知行為的理解，例如攪拌，觸摸和嗅聞。它還演示了如何使用更好的傳感器構(gòu)建的機(jī)器人可以更有效地與其環(huán)境互動(dòng)。

“在生物學(xué)中有一種說(shuō)法是，當(dāng)世界靜止時(shí)，你就無(wú)法感知它，”資深作者諾亞考恩說(shuō)，他是約翰霍普金斯大學(xué)的機(jī)械工程師和機(jī)器人專家。“你必須積極地去感知你的世界。但我們發(fā)現(xiàn)以前不知道的是，動(dòng)物不斷調(diào)節(jié)這些動(dòng)作來(lái)優(yōu)化感官輸入。”

對(duì)于人類而言，主動(dòng)感應(yīng)包括在黑暗中為浴室燈開關(guān)感覺，或者在我們的手中上下擺動(dòng)物體以弄清楚它的重量。我們幾乎無(wú)意識(shí)地做了這些事情，科學(xué)家們很少知道我們?nèi)绾我约盀槭裁匆鶕?jù)我們從他們那里得到的感官反饋調(diào)整我們的動(dòng)作。

為了回答這個(gè)問(wèn)題，考恩和他的同事研究了在身體周圍產(chǎn)生弱電場(chǎng)的魚，以幫助他們進(jìn)行交流和導(dǎo)航。該團(tuán)隊(duì)為魚類創(chuàng)造了一個(gè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，因此他們可以觀察到魚類運(yùn)動(dòng)隨著環(huán)境反饋的變化而變化。

在水箱內(nèi)，弱電魚在管內(nèi)盤旋，它們不斷地來(lái)回?cái)[動(dòng)，以保持對(duì)周圍環(huán)境的穩(wěn)定水平的感覺輸入。研究人員首先通過(guò)以與魚的運(yùn)動(dòng)同步的方式移動(dòng)管來(lái)改變環(huán)境，使魚更難以提取他們接收的相同數(shù)量的信息。接下來(lái)，研究人員使管子朝著魚的運(yùn)動(dòng)方向移動(dòng)，使魚更容易。在每種情況下，魚立即增加或減少游泳，以確保他們獲得相同數(shù)量的信息。當(dāng)管子的運(yùn)動(dòng)給他們提供較少的感官反饋時(shí)，他們游得更遠(yuǎn)，當(dāng)他們能夠獲得更少的努力時(shí)，他們游得更少。

“他們認(rèn)識(shí)到自己世界的行為受到不斷的監(jiān)管，”新澤西理工學(xué)院的Eric Fortune說(shuō)，他是這項(xiàng)研究的合著者。“我們認(rèn)為對(duì)人類來(lái)說(shuō)也是如此。”

因?yàn)镃owan是一名機(jī)器人專家，而且該團(tuán)隊(duì)的大多數(shù)作者都是工程師，他們希望利用生物學(xué)的洞察力來(lái)構(gòu)建具有更智能傳感器的機(jī)器人。傳感器現(xiàn)在很少成為機(jī)器人設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，但這些發(fā)現(xiàn)讓Cowan意識(shí)到它們應(yīng)該是。

“令人驚訝的是，工程師通常不會(huì)設(shè)計(jì)以這種方式運(yùn)行的系統(tǒng)，”約翰霍普金斯大學(xué)的研究生，該研究的第一作者Debojyoti Biswas說(shuō)。“了解更多關(guān)于這些小型機(jī)芯的工作原理可能會(huì)為我們的智能設(shè)備提供新的設(shè)計(jì)策略來(lái)感知這個(gè)世界。”