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Des chercheurs utilisent AR pour étudier comment les poissons électriques détectent leur environnement

Les chercheurs de NJIT utilisent AR pour pirater les capteurs électriques de Knifefish.

Toutes les créatures vivantes s'appuient sur leurs propres sens uniques pour les assister au quotidien; y compris tout, de la capture de leur prochain repas à la défense contre les prédateurs. Une araignée peut ressentir des vibrations pour lui faire savoir quand une mouche est accrochée dans sa toile, une chauve-souris utilise des ondes sonores pour éviter de s'envoler dans le côté de la maison. pizza au pepperoni avec plus de fromage sur vos genoux; Même les humains sont capables de minuscules mouvements oculaires pour détecter des objets dans leur champ de vision.

Selon un rapport récemment publié par le New Jersey Institute of Technology, un groupe de chercheurs a commencé à pirater les organes de détection électrique d'une espèce spécifique de poisson électrique connue sous le nom d'Eigenmannia virescens, un poisson-couteau en verre, en plaçant les créatures dans un réservoir et en les piégeant. en leur faisant croire qu’ils se cachent à l’intérieur d’un petit abri complètement construit en réalité augmentée. Le but est de voir s'ils pourraient changer la communication entre les systèmes sensoriel et moteur d'une manière qui ne les dissocierait pas complètement, mais modifierait plutôt leur comportement.

En termes simples, les chercheurs créent des abris AR pour les poissons qui nagent ou se cachent sous ceux-ci, puis les déplacent pour voir si les poissons suivent leur couverture protectrice.

Le laboratoire de Fortune utilise le suivi vidéo en temps réel de Eigenmannia virescens dans un environnement de refuge artificiel pour apprendre comment le comportement de détection du contrôle des poissons utilisé pour le maintien en poste. Crédit d'image: NJIT / Johns Hopkins

«Nous savions depuis longtemps que ces poissons suivraient la position de leur refuge, mais plus récemment, nous avons découvert qu'ils généraient de petits mouvements qui nous rappelaient les mouvements minuscules que l'on voit dans les yeux humains», a déclaré Eric Fortune, associé. professeur de biologie au NJIT, ajoutant: «Cela nous a conduit à concevoir notre système de réalité augmentée."

Pour mener leurs recherches, Fortune et son équipe – qui comprennent l'étudiant diplômé Debojyoit Biswas, le chercheur de premier cycle Luke A. Arend, la post-doctorante Sarah A. Stamper et l'ingénieur de recherche associé Balázs P. Vágvölgyi, tous de l'Université Johns Hopkins – ont placé un couteau en verre à la place L’équipe de recherche a étudié le comportement et les mouvements du poisson dans l’abri anti-parasite et a exploré les moyens de le modifier en deux catégories différentes de poissons. expériences:

Expériences en boucle fermée – Le mouvement de va-et-vient du poisson est synchronisé avec le mouvement de l'abri antirouille.

Expériences en boucle ouverte – Le mouvement de l'abri AR est «rejoué» sur le couteau en verre comme un magnétophone et permet de voir comment le poisson a réagi.

Une espèce étroitement liée au poisson-couteau en verre, le poisson-couteau fantôme brun (Apteronotus leptorhynchus), montre sa capacité à garder le poste. Crédit d'image: NJIT / Johns Hopkins

Les chercheurs ont observé que les poissons réagissaient en nageant le plus loin possible pour collecter des informations sensorielles lors d'expériences en boucle fermée lorsque le «gain de rétroaction» positif du RA était augmenté ou lorsque l'abri du RA reflétait le mouvement du poisson.

Du point de vue du poisson, l’action AR dans les expériences en boucle fermée et en boucle ouverte est la même. Noah Cowan, professeur à l’Université Johns Hopkins et co-auteur de l’étude, a déclaré: «Du point de vue du contrôle, un test est lié au comportement et l’autre est non lié», poursuit Cowan. d'une pièce peut changer lorsqu'une personne la traverse, par opposition à la personne qui regarde une vidéo d'une promenade dans une pièce. "

Lors de leurs expériences avec des réservoirs de RA, les chercheurs ont découvert que les poissons se comportaient différemment lorsque le stimulus était contrôlé par un individu par rapport à un stimulus qui leur était lu. En gros, le poisson sait qu'il contrôle le monde sensoriel qui l'entoure.

Crédit d'image: John Hopkins University

L'équipe de recherche étudie ensuite les neurones responsables de chaque boucle de contrôle et explore comment les résultats pourraient être utilisés pour explorer les comportements de détection active chez l'homme ou pour développer une robotique avancée.

Un autre objectif de Fortune et de son équipe est de mener des expériences similaires qui pourraient ouvrir la voie à un apprentissage plus approfondi de la vision chez l’être humain et de notre propre neurobiologie, ce qui pourrait éventuellement contribuer à un meilleur suivi de l’œil dans la réalité virtuelle et augmentée; aboutissant à une expérience numérique qui, à l’avenir, sera plus réaliste.

Le rapport du New Jersey Institute of Technology a été élaboré en collaboration avec l’Université Johns Hopkins et est soutenu par la subvention 112836 du prix des systèmes complexes de la Fondation James McDonnell, les bourses de recherche collaborative 1557895 et 1557858 et la bourse 1460674 de la National Science Foundation.

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