Маурицио Порфири, доцент кафедры машиностроения и аэрокосмической техники Политехнического института Нью-Йоркского университета (NYU-Poly), и Симона Макри, сотрудник Istituto Superiore di Sanita в Риме, Италия, опубликовали свои выводы в международном журнале PLOS ONE. рецензируемое онлайн-издание открытого доступа.Это последнее исследование расширяет усилия Порфири и Макри по определению того, как био-вдохновленные роботы могут использоваться в качестве надежных стимулов для вызова реакции у живых рыбок данио. Предыдущие исследования установили, что рыбки данио проявляют сильное сродство к роботам, созданным для плавания и выглядящим как один из них, и что это предпочтение можно отменить, подвергнув рыбу воздействию этанола.
Порфири и Макри вместе со студентами Валентиной Чианкой и Тицианой Бартолини выдвинули гипотезу о том, что роботы могут быть использованы для возбуждения страха, а также близости, и разработали робота, имитирующего морфологию и паттерн передвижения индийской листовой рыбы, естественного хищника рыбок данио. В лаборатории они смоделировали безобидный хищный сценарий, поместив данио и роботизированную индийскую листовую рыбу в отдельные отсеки трехсекционного резервуара. Другой отсек остался пустым. Контрольная группа равномерно избегала роботов-хищников, отдавая предпочтение пустым участкам.
Чтобы определить, повлияет ли алкоголь на реакцию страха, исследователи подвергали отдельные группы рыб воздействию различных доз этанола в воде. Было показано, что этанол влияет на реакцию, связанную с тревогой, у людей, грызунов и некоторых видов рыб. Рыбки данио, подвергшиеся воздействию самых высоких концентраций этанола, показали заметные изменения в поведении, не сумев избежать хищного робота. Острое введение этанола не причиняет вреда и не оказывает длительного воздействия на рыбок данио.
«Эти результаты являются еще одним свидетельством того, что роботы могут представлять собой захватывающий новый подход к оценке и пониманию эмоциональных реакций и поведения», — сказал Порфири. «Роботы — идеальная замена в качестве независимых переменных в тестах с участием социальных стимулов — они полностью управляемы, стимулы могут воспроизводиться точно каждый раз, и на роботов никогда не может повлиять поведение испытуемых».Чтобы подтвердить свои выводы и убедиться, что модулируемое поведение рыбок данио на самом деле является реакцией, основанной на страхе, Порфири и его сотрудники провели два традиционных теста на тревогу и оценили, были ли полученные результаты чувствительны к введению этанола.Они поместили испытуемых в двухкамерный резервуар с одной хорошо освещенной стороной и одной затемненной стороной, чтобы установить, какие условия были предпочтительнее. В отдельном аквариуме они смоделировали нападение цапли с поверхности воды — цапли также охотятся на рыбок данио — и измерили, как быстро и сколько рыб укрылись от нападения.
Как и ожидалось, рыба сильно избегала темного отсека, и большинство очень быстро укрылось от нападения цапли. Воздействие этанола также значительно модулировало эти реакции страха, отменяя предпочтение светового отсека и значительно замедляя отступление рыб в укрытие во время симулированной атаки.«Мы надеялись увидеть корреляцию между результатами тестов с роботизированной индийской листовой рыбой и результатами других тестов на тревожность, и данные подтверждают это», — пояснил Порфири. «Большинство рыб из контрольной группы избегали роботов-хищников, предпочитали светлый отсек и быстро искали укрытие после нападения цапли.
Среди рыб, подвергшихся воздействию этанола, было гораздо больше тех, на кого робот-хищник не повлиял, они предпочитали темный отсек и действовали медленно. плыть в укрытие при нападении ".Порфири и его коллеги полагают, что рыбки данио могут быть подходящей заменой животным более высокого порядка в тестах для оценки эмоциональных реакций. Этот новый роботизированный подход также уменьшит количество живых подопытных, необходимых для экспериментов, и может дать информацию для других областей исследования, от коллективного поведения до защиты животных.
Это исследование было поддержано Национальным научным фондом, Центром почестей итальянских университетов и Фондом Мицуи США.