Yeni nesil akıllı, etkili robotların geliştirilmesi, çöl karıncalarının karmaşık ortamlarında nasıl gezindiklerine dair yeni bilgiler sağlayan çığır açan izleme teknolojisinden etkilenebilir.
Sheffield Üniversitesi, uluslararası bir araştırma işbirliğinin bir parçasıdır. Bu girişim, görüntüleri ve videolarını yorumlamak için bilgisayar bilimi dalı olan bilgisayar görüşünü kullanarak belirli çöl karıncalarını tüm yiyecek arama yaşamları boyunca izleyen yeni izleme teknolojisi yarattı. Cihaz, bir karıncanın yuvasını ilk terk ettiği andan itibaren bir besin kaynağı bulup kolonisine dönene kadar hareketlerini izliyor.
Yeni veri setine göre, karıncalar çok hızlı öğreniyor ve sadece bir başarılı yolculuktan sonra eve dönüş yollarını hatırlıyorlar.
Bununla birlikte, ilginç bir şekilde, dışa doğru yörüngeleri zaman içinde değişti ve çeşitli keşif ve sömürü yöntemlerine işaret etti. Son derece hassas veriler aynı zamanda yüzeyin altında görünmeyen ritmik bir faaliyeti de ortaya çıkardı; bu da karıncaların eldeki koşullara göre nasıl karmaşık arama modelleri oluşturduklarını açıklamaya yardımcı olabilir.
Yeni yazılım halihazırda dünya çapında birçok araştırma grubu tarafından kullanılıyor ve çeşitli hayvan türleriyle çalıştığı ve sıradan kameralarla çekilen videoları kullandığı için vatandaş bilimi girişimleri için mükemmel. Elde edilen kesin bilgiler, beyinlerin hayvanların karmaşık çevrelerinde gezinmelerine nasıl izin verdiğini anlamak için gereklidir ve yeni bir biyo-esinlenmiş robot türü için ilham kaynağı olabilir.
Science Advances dergisinde yeni yayınlanan bir çalışmada, Üniversitenin Makine Öğrenimi ve Robotik Kıdemli Öğretim Görevlisi Dr. Michael Mangan, Toulouse Bütünleştirici Biyoloji Merkezi’nden Lars Haalck, Benjamin Risse, Antoine Wystrach ve Leo Clement ve Edinburgh Üniversitesi’nden Barabara Webb ile birlikte yeni teknolojiyi ve veri setini gösterdi.
Makale, CATER’in (Combined Animal Tracking & Environment Reconstruction) yapay zeka ve bilgisayar görüşü kullanarak sıradan kameralarla çekilen videolarda bir böceğin konumunu nasıl izlediğini gösteriyor.
Sistem, insan gözünün algılaması imkansız olan mikroskobik nesneleri bile algılayabildiği için diğer sistemlerin başarısız olduğu hayvanın doğal yaşam alanında çalışır. Ayrıca arka plan karmaşasına, engellere ve gölgelere karşı da dayanıklıdır.
Sheffield Üniversitesi Makine Öğrenimi ve Robotik Kıdemli Öğretim Görevlisi Dr. Michael Mangan’a göre, verileri çıkarabilecek bir sistem geliştirmek on yıl sürdü, bu yüzden yapım aşamasında on yıl olduğu söylenebilir.
Bu böceklerin 50 santigrat derecenin üzerinde sıcaklığa sahip böylesine tehditkâr ortamlarda 1 km’ye varan bu kadar uzun mesafeleri nasıl kat edebildikleri Dr. Michael Mangan’ın her zaman ilgisini çekmiş.
Çöl karıncalarının mesafe takibi geleneksel olarak kalem ve kağıtla elle yapılmakta, bu da yere ip ve mandallardan oluşan bir ızgara döşenmesini ve karıncaların ızgara içindeki davranışlarının gözlemlenmesini gerektirmektedir. Diferansiyel Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS) kullanmak bunu aşmanın bir başka yoludur, ancak ekipman pahalıdır ve sınırlı hassasiyete sahiptir.
Sahada kesin böcek izlerini kaydetmek için güvenilir ve ucuz bir araç olmadığı için çöl karıncalarının davranışlarını anlamamızda boşluklar var. Özellikle de görsel rotaları ne kadar hızlı belirledikleri ve bu süreci potansiyel olarak kolaylaştırmak için hangi teknikleri kullandıkları konusunda.
CATER’in yeni görsel takip sistemi, karıncaların doğal ortamlarında yüksek çözünürlüklü görüntülerini kaydederek ve yalnızca harekete dayalı olarak karıncaları tek tek tanımak için görüntüleme teknolojisini kullanarak bu zorlukların üstesinden geliyor. Daha sonra sahne, yenilikçi bir görüntü mozaikleme yaklaşımı kullanılarak yüksek çözünürlüklü resimlerden yeniden oluşturuluyor. Saha ve laboratuvar araştırmaları arasındaki boşluğu dolduran bu yenilikçi yöntem, karıncaların nasıl gezindiğine dair yeni bilgiler sunuyor. Bu tür bilgiler, toplu iğne başı büyüklüğünde beyinleri olan hayvanların karmaşık ortamlarında nasıl bu kadar iyi yön bulduklarını anlamak için çok önemlidir.
Uygun fiyatlı sensörler ve bilgi işlem kullanarak çok dayanıklı otonomi yaratmak için böcek beyinlerini tersine mühendislikten geçiren Sheffield Üniversitesi’nin spin-out şirketi Opteran, bu tür bulguları şimdiden ticari çözümlere dönüştürüyor.
Yeni Nesil Robotların İlhamı Karıncalardan
Dr. Mangan’a göre, “Çöl karıncaları, diğer karıncalar gibi feromon izlerine ya da mevcut robotlar gibi GPS ve 5G’ye güvenmeden büyük mesafeler ve zorlu ortamlar boyunca seyahat ettikleri için yeni nesil robotlar için ideal bir ilham kaynağıdır.
Araştırmacılar, “Aracımızın, böceklerin yaşam alanlarında gezinmeyi nasıl öğrendiklerine dair daha kapsamlı bir resim oluşturmamızı sağlayacağını, yeni bilimsel bilgiler getireceğini ve mühendisleri benzer şekilde yetenekli yapay sistemleri nasıl inşa edebilecekleri konusunda eğiteceğini umuyoruz” diye yazıyor.
Kaynak: phys.org/news
