Braitenberg aracı - Braitenberg vehicle

Bir Braitenberg aracının 4 dakikalık videosu

Bir Braitenberg aracı bir kavramdır. Düşünce deneyi tarafından İtalyan -Avusturya sibernetikçi Valentino Braitenberg. Kitap, hayvan dünyasını basit tepkisel davranışlardan minimalist ve yapıcı bir şekilde modeller (örneğin fototaxis ) en basit araçlarla kavramların oluşumuna, mekansal davranışa ve fikirlerin üretilmesine kadar.

En basit araçlar için aracın hareketi doğrudan bazı sensörler (örneğin foto hücreler) tarafından kontrol edilir. Yine de ortaya çıkan davranış karmaşık ve hatta zeki görünebilir.

Mekanizma

Araçlar 2a, 2b

Bir Braitenberg aracı, sensör girdilerine göre bağımsız olarak hareket edebilen bir aracıdır. İlkel sensörler bir noktada bazı uyaranları ve (her biri kendi motoruyla tahrik edilen) aktüatörler veya efektörler. En basit konfigürasyonda, bir sensör doğrudan bir efektöre bağlanır, böylece algılanan bir sinyal hemen tekerleğin bir hareketini üretir.

Sensörlerin ve tekerleklerin nasıl bağlandığına bağlı olarak, araç farklı davranışlar sergiler (hedef odaklı olabilir). Bu, sensör-motor kablolamasına bağlı olarak, belirli durumları elde etmeye ve diğerlerinden kaçınmaya, durum değiştiğinde rotayı değiştirmeye çabaladığı anlamına gelir.[1]

En basit araçlar (2 ve 3) için sensörler ve aktüatörler arasındaki bağlantılar aynı taraf veya karşı taraf korku, saldırganlık, sevme ve aşk olarak adlandırılan farklı davranışlarla dört kombinasyon üreten uyarıcı veya engelleyici. Bunlar biyolojik pozitif ve negatif vergilere karşılık gelir[2] birçok hayvan türünde mevcuttur.

Örnekler

Aşağıdaki örnekler, Braitenberg'in en basit araçlarından bazılarıdır.

Araç 1 - Gezinme

İlk araç, tek tekerleğini doğrudan orantılı bir şekilde doğrudan uyaran bir sensöre (örneğin bir sıcaklık detektörü) sahiptir. Araç ideal olarak yalnızca tek bir boyutta hareket eder ve algılanan sıcaklığa bağlı olarak sabit durabilir veya değişen hızlarda ilerleyebilir. Asimetrik sürtünme gibi kuvvetler devreye girdiğinde, araç düz çizgi hareketinden Brown hareketine benzer şekilde öngörülemeyen şekillerde sapabilir.

Bu davranış, bir insan gözlemci tarafından, bir böcek gibi 'canlı' ve hareketinde asla durmayan 'huzursuz' bir yaratık olarak anlaşılabilir. Düşük sıcaklık bölgelerindeki düşük hız, soğuk alanlar için bir tercih olarak yorumlanabilir.[1]

Araç 2a

Biraz daha karmaşık bir ajan, her biri vücudun aynı tarafındaki bir tekerleği uyaran iki (sol ve sağ) simetrik sensöre (örneğin ışık detektörleri) sahiptir. Bu araç bir negatif hayvan modelini temsil ediyor tropotaksis. Aşağıdaki kurala uyar:

  • Daha fazla ışık sağa → sağ tekerlek daha hızlı döner → ışıktan uzaklaşarak sola döner.

Bu, ışık kaynağından kaçma davranışı olarak daha etkilidir, çünkü canlı farklı yönlerde hareket edebilir ve en az ışığın geldiği yöne yönelme eğilimindedir.

Başka bir varyasyonda, bağlantılar negatif veya engelleyicidir: daha fazla ışık → daha yavaş hareket. Bu durumda ajanlar karanlıktan uzaklaşıp ışığa doğru hareket ederler.

Araç 2b

Ajan aynı iki (sol ve sağ) simetrik sensöre (örneğin ışık detektörleri) sahiptir, ancak her biri vücudun diğer tarafındaki bir tekerleği uyarır. Aşağıdaki kurala uyar:

  • Daha fazla ışık sol → sağ tekerlek daha hızlı döner → sola, ışığa yaklaşır.

Sonuç olarak robot ışığı takip eder; ışığa daha yakın olmak için hareket eder.

Davranış

Karmaşık davranış

Çeşitli uyaran kaynaklarının bulunduğu karmaşık bir ortamda, Braitenberg araçları karmaşık ve dinamik davranışlar sergileyecektir.

Sensörler ve aktüatörler arasındaki bağlantılara bağlı olarak, bir Braitenberg aracı bir kaynağa yakın hareket edebilir, ancak ona dokunmayabilir, çok hızlı kaçabilir veya bir noktanın etrafındaki daireleri veya sekiz rakamlarını tanımlayabilir.

Bu davranış şüphesiz hedefe yöneliktir, esnek ve uyarlanabilirdir ve hatta bazı minimal zekaların bir hamamböceğine atfedildiği şekilde zeki görünebilir. Yine de, ajanın işleyişi, herhangi bir şey olmaksızın, tamamen mekaniktir. bilgi işlem veya diğer görünüşe göre bilişsel süreçler.[açıklama gerekli ]

Sıklıkla, BEAM robotik bu tür davranışları uygular.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Notlar
  1. ^ a b Braitenberg, V. (1984). Araçlar: Sentetik psikolojide deneyler. Cambridge, MA: MIT Press. "Arşivlenmiş kopya". Arşivlenen orijinal 2010-01-29 tarihinde. Alındı 2012-06-18.CS1 Maint: başlık olarak arşivlenmiş kopya (bağlantı)
  2. ^ Fraenkel, G. S. ve Gunn, D.L. (1961). "Hayvanların yönelimi. Kineses, vergiler ve pusula tepkileri". Dover Yayınları
  • Lambrinos, D., Scheier, Ch. (1995). Genişletilmiş braitenberg mimarileri[kalıcı ölü bağlantı ]. Teknik Rapor AI Lab no. 95.10, Bilgisayar Bilimleri Bölümü, Zürih Üniversitesi.
  • Headleand, Chris, Llyr Ap Cynedd ve William J. Teahan. "Berry Yiyenler: Şablon Tabanlı Evrim Değerlendirmesi ile Renk Kavramlarını Öğrenme." ALIFE 14: Canlı Sistemlerin Sentezi ve Simülasyonu Üzerine On Dördüncü Konferans. Cilt 14.

Dış bağlantılar