Sıçan-robot etkileşiminin deneysel ve hesaplamalı bir modeli

Robotik ve yapay zekâ alanındaki son gelişmelerle birlikte, robotların hayvan araştırmalarında kullanımı artmıştır. Çeşitli robotik sistemler, geleneksel Skinner kutusuna modern alternatifler olarak, karmaşık davranışsal görevlerin öğrenilmesinde kullanılmıştır. Buna paralel olarak, yapay zekâ algoritmalarının ve modellerinin geliştirilmesi ve iyileştirilmesi için hayvanların kullanılmasına yönelik artan bir eğilim ortaya çıkmıştır. Ancak bugüne kadar yapılan deneylerde öğrenme süreci genellikle tek yönlüdür; robot ya da hayvan öğretmen rolünü üstlenirken, diğeri öğrenci rolündedir. Bu çalışmada, bir Wistar sıçanı ile robotik bir özne arasında çift yönlü veya karşılıklı öğrenmeyi kolaylaştıran yenilikçi bir hayvan-robot etkileşim paradigması sunulmaktadır. Etkileşim, her iki öznenin de belirlenen hedeflere ulaşmak için, davranışlarını karşıdaki öznenin sinyallerine göre değiştirmesini içermektedir. Bu karşılıklı öğrenme modeli, hem iki yapay pekiştirmeli öğrenme öznesi ile sanal ortamda hem de Wistar sıçanları ve gerçek bir robot kullanılarak gerçek ortamda test edilmiştir. Sanal ortamda, özneler aldıkları ödülleri en üst miktara çıkarmak için davranışlarını değiştirmiş ve karşılıklı öğrenmeyi başarmışlardır. Gerçek ortamdaki deneyler ise, sıçanların ödül kazanmak için gerekli davranışları hızla öğrendiğini ve robotun hızlı öğrenme gelişimi gösterdiği durumlarda, sıçanların olumsuz sinyallere karşı pasif kaçınma davranışı sergilediğini göstermiştir. Bu model, farklı hayvan-makine etkileşimlerinde kullanılabilecek yenilikçi bir platform sunmaktadır.