Древесные белки-олимпийские ныряльщики мира грызунов, грациозно прыгающие среди ветвей и строений высоко над землей. Как и в случае с ныряльщиками-людьми, успех белки в этом соревновании требует как физической силы, так и умственной приспособляемости.
Лаборатория Джейкобса изучает когнитивные способности свободно гуляющих белок-лисиц в кампусе Беркли. Два вида—восточная серая белка (Sciurus carolinensis) и лисья белка (Sciurus niger)—процветают в ландшафтах кампуса и охотно участвуют в наших поведенческих экспериментах. Они также являются мастерами двух - и трехмерной пространственной ориентации—используют сенсорные сигналы для перемещения в пространстве.
В недавно опубликованном исследовании, мы показываем, что белки прыгают и приземляются, не падая, делая компромисс между расстоянием, которое они должны покрыть, и пружинистостью их взлетного окуня. Это исследование дает новое понимание роли принятия решений, обучения и поведения в сложных условиях, которыми мы делимся с исследователями человеческого движения и инженерами. В настоящее время нет такого гибкого робота, как белка, и ни одного, который мог бы учиться или принимать решения о динамических задачах в сложных условиях, но наши исследования показывают, какие способности понадобятся таким роботам.
В то время как жизнь белки может выглядеть простой для человеческих наблюдателей—лазать, есть, спать, повторять—она включает в себя тонко настроенные когнитивные навыки. Белки являются специализированными диспергаторами семян: они собирают зимние запасы орехов и желудей в течение шести - восьми недель осенью, закапывают каждый орех отдельно и полагаются на пространственную память , чтобы получить их, иногда месяцами позже.
Мы знаем, что белки организуют свои тайники иерархически. Получив пять видов орехов в случайном порядке, белки-лисы из Беркли закапывали орехи в кластеры в соответствии с видами. Поскольку более крупные орехи содержат больше калорий, белки вкладывают в них больше средств, перенося их в более безопасные места и удаляя их укрытия дальше друг от друга.
Мы также обнаружили , что белка оценивает ценность ореха, щелкая головой с орехом во рту, точно так же, как человек может качать карандаш в руке, чтобы оценить его вес. И мы знаем, что они создают свои карты тайников, основанные на факторах, которые включают в себя нехватку пищи в этом сезоне, количество орехов, уже спрятанных в тайнике, и риск того, что их заметят другие белки.
Наряду с наблюдательными исследованиями мы также оценили, как белки выполняют абстрактные пространственные задачи. Например, мы измерили, насколько хорошо они способны подавлять рывок в сторону запомнившегося местоположения еды – часть международного исследования по эволюции самоконтроля. В другом эксперименте мы провели белок через вертикальный лабиринт, который имитировал ветвящиеся решения, с которыми они сталкиваются при навигации по деревьям, чтобы увидеть, как они возвращаются в места, которые они помнят.
Мы также обнаружили, что в то время как белки решали настольную головоломку памяти, их когнитивная гибкость достигла пика в течение интенсивного периода хранения их зимнего запаса пищи. Это объясняет, почему белки Беркли могут легче переключаться между типами ориентиров в течение сезона кэширования.
Поднимаемся в воздух
Наше новое исследование объединило беличьих психологов и сравнительных биомехаников, чтобы выяснить, распространяется ли когнитивное принятие белками решений на динамические изменения в локомоции-знаменитый беличий прыжок. Как воспринимаемые белками возможности их тела и их предположения о стабильности окружающей среды формируют их решения относительно движения?
Роберт Фулл из Лаборатории ПолиПЕДОВ известен своими исследованиями, которые извлекают фундаментальные принципы дизайна с помощью экспериментов по локомоции у видов с уникальной специализацией для передвижения, от крабов до тараканов и прыгающих ящериц. Аспиранты Натаниэль Хант, специалист по биомеханике, и Джуди Джинн, специалист по познанию животных, взяли на себя задачу оценить, как прыгающая белка может реагировать на внезапные изменения в расположении и гибкости экспериментальных ветвей.
Чтобы изучить этот вопрос у диких белок, мы разработали магнитную скалодромную стену, которую можно было установить на колеса и выкатить в знаменитую эвкалиптовую рощу Беркли, чтобы встретить белок на их собственной территории. Мы принесли скоростные камеры и орешки, чтобы убедить белок терпеливо ждать своей очереди на стене.
Наша цель состояла в том, чтобы убедить белок взлететь с гибкого трамплина, прикрепленного к стене для скалолазания, и прыгнуть на неподвижный насест, выступающий из стены, который держал очищенный от скорлупы орех. И снова белки удивили нас своей акробатикой и новаторством.
Ссылка на оригинальную статью: https://theconversation.com/we-used-peanuts-and-a-climbing-wall-to-learn-how-squirrels-judge-their-leaps-so-successfully-and-how-their-skills-could-inspire-more-nimble-robots-165524
Если вам было интересно, то пожалуйста поставьте лайк и напишите комментарий, мне будет очень очень приятно)