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同步萤火虫

引导图像©AFP贡献者/盖蒂图像

尽管他们的大脑简单,但同步的萤火虫有一些教导我们关于人工智能的东西。最近关于昆虫的令人惊叹的光明节目的发现可以帮助研究人员获得对群体机器人的新洞察力。

每年,在5月下旬和6月初,来自世界各地的人们都会访问大型烟雾山国家公园观看一个非凡的现象,其中成千上万的萤火虫齐声闪烁着腹部。这种协调的交配展示长期以来一直是科学家的谜。

“它是否在萤火虫中难以让它们同步?”科罗拉多大学博尔德物理学家RaphaëlSarfati说,举报科学警报。“或者是一点上下文,也许基于您的环境?”

事实证明,同步的萤火虫的灯光显示器比实现的科学家更微妙,与昆虫的三维定位有关。

要了解光明展的作品,该团队在国家公园的树木繁茂的地区建立了360个摄像头。他们映射了闪烁的昆虫的位置,同时一次引入一些​​新的萤火虫。

当他们单独与团体相比,他们发现萤火虫表现不同。反过来,同步萤火虫“观察”他们的邻居正在做什么,而不是根据任何固有的节奏闪烁。然后他们改变他们的闪烁模式来匹配周围的模式。

研究,发表在皇家社会接口期刊中,描述了三维复制同步萤火虫的闪烁和飞行模式 - 指示具有非常简单的大脑的昆虫如何执行复杂的同步任务。他们的工作可以指导群体机器人技术中的新形式的沟通和团队合作的发展。在群体机器人学中,多个机器人正在互相交互并响应他们的环境 - 具有所需的收集行动。

“如果我们学习管理个人萤火虫的微观规则与一系列萤火虫的全球行为之间的连接,我们可以使用该洞察力为机器人群的设计行为,这些行为需要某种形式的同步来执行任务,”Anders Christensen,生物启发教授机器人在南丹麦大学告诉史密森尼杂志。

克里斯滕森不适用于Sarfati,但表示Sarfati的工作理解,同步萤火虫可以助长沟通和鲁棒性的洞察力,这是驾驶群体机器人的自组织的两个原则。

“我们可以使用该洞察力来设计机器人群的行为,这些行为需要某种形式的同步来执行任务。”

Anders Christensen

像萤火虫一样,群体机器人需要能够互相回应。更具挑战性,同步行为需要在一个或几个机器人分解时继续。破解这个问题会允许生物启发机器人仅仅通过依赖于彼此来进行复杂的任务,而不是集中控制。

有超过2,000种萤火虫 - 实际上并不苍蝇。在该国的某些地区,他们称为闪电错误。但是,它们也不是真正的错误。它们是夜间甲虫。不幸的是,许多萤火虫都在面临灭绝由于栖息地损失,光明污染和杀虫剂。由于冠状病毒,国家公园服务取消了大烟雾山国家公园的“光明节目​​”活动,通常会吸引最多1000人。

尽管萤火虫游客失望,取消活动可能会使昆虫休息一下。光污染 - 与许多人密切相关 - 萤火虫可以让萤火虫难以吸引伴侣,因为太多的灯光使女性难以接受男性信号。

但是,与此同时,萤火虫爱好者可以通过参加萤火虫手表,公民科学努力帮助科学家映射萤火虫,了解人口变革。

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