蛾类启发嗅觉导航的探索 - 利用模型
人工智能
2023-12-20 v1 信息检索
机器人学
神经元与认知
摘要
雄性蛾类在求偶搜索过程中向雌性导航的过程，为决策中的探索 - 利用 (EE) 模型提供了独特的视角。本研究利用 EE 模型解释雄性蛾类受信息素驱动的飞行路径。我们利用风洞测量和红外相机的 3D 追踪来深入了解雄性蛾类的行为。在风洞实验中，我们在气流中加入扰动，并在所提出的 EE 模型背景下分析波动增加对蛾类飞行的影响。我们通过将遗传算法应用于蛾类 3D 轨迹数据集，分离出探索阶段和利用阶段。首先，我们证明了探索到利用的比率 (EER) 随距离雌性信息素源的距离增加而增加，这可以在 EE 模型的背景下得到解释。此外，我们的发现揭示了 EER 与信息素源附近流动波动增加之间存在引人注目的关系。利用开源信息素羽流模拟和我们受蛾类启发的导航模型，我们解释了为什么随着湍流水平增加，雄性蛾类表现出增强的 EER，强调了智能体对动态变化环境的适应。这项研究扩展了我们对基于一般生物 EE 模型的最优导航策略的理解，并支持开发先进的、有理论支持的生物启发导航算法。我们为生物启发导航模型解决复杂决策挑战的潜力提供了重要见解。
引用
@article{arxiv.2312.11492,
title = {Exploration-Exploitation Model of Moth-Inspired Olfactory Navigation},
author = {Teddy Lazebnik and Yiftach Golov and Roi Gurka and Ally Harari and Alex Liberzon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.11492},
year = {2023}
}