Un vehículo Braitenberg es un concepto concebido en un experimento mental del cibernético italo - austriaco Valentino Braitenberg . El libro modela el mundo animal de manera minimalista y constructiva, desde comportamientos reactivos simples (como la fototaxis ) pasando por los vehículos más simples, hasta la formación de conceptos, comportamiento espacial y generación de ideas.
Para los vehículos más simples, el movimiento del vehículo se controla directamente mediante algunos sensores (por ejemplo, fotocélulas). Sin embargo, el comportamiento resultante puede parecer complejo o incluso inteligente.
Mecanismo
Un vehículo Braitenberg es un agente que puede moverse de forma autónoma en función de las entradas de sus sensores. Tiene sensores primitivos que miden algún estímulo en un punto y ruedas (cada una impulsada por su propio motor) que funcionan como actuadores o efectores. En la configuración más simple, un sensor está conectado directamente a un efector, de modo que una señal detectada produce inmediatamente un movimiento de la rueda.
Dependiendo de cómo estén conectados los sensores y las ruedas, el vehículo exhibe diferentes comportamientos (que pueden estar orientados a objetivos). Esto significa que, dependiendo del cableado sensor-motor, parece esforzarse por lograr determinadas situaciones y evitar otras, cambiando de rumbo cuando la situación cambia. [1]
Las conexiones entre sensores y actuadores para los vehículos más simples (2 y 3) pueden ser ipsilaterales o contralaterales y excitadoras o inhibitorias, produciendo cuatro combinaciones con diferentes comportamientos denominados miedo, agresión, agrado y amor. Estos corresponden a impuestos biológicos positivos y negativos [2] presentes en muchas especies animales.
Ejemplos de
Los siguientes ejemplos son algunos de los vehículos más simples de Braitenberg.
Vehículo 1 - Moverse
El primer vehículo tiene un sensor (por ejemplo, un detector de temperatura) que estimula directamente su única rueda de forma directamente proporcional. El vehículo se mueve idealmente en una sola dimensión y puede detenerse o avanzar a velocidad variable dependiendo de la temperatura detectada. Cuando entran en juego fuerzas como la fricción asimétrica, el vehículo podría desviarse de su movimiento en línea recta de formas impredecibles similares al movimiento browniano.
Este comportamiento podría ser entendido por un observador humano como una criatura que está "viva" como un insecto e "inquieta", que nunca se detiene en su movimiento. La baja velocidad en regiones de baja temperatura podría interpretarse como una preferencia por áreas frías. [1]
Vehículo 2a
Un agente un poco más complejo tiene dos sensores simétricos (izquierdo y derecho) (por ejemplo, detectores de luz), cada uno de los cuales estimula una rueda en el mismo lado del cuerpo. Este vehículo representa un modelo de tropotaxis animal negativa . Obedece la siguiente regla:
- Más luz a la derecha → la rueda derecha gira más rápido → gira hacia la izquierda, alejándose de la luz.
Esto es más eficiente como comportamiento para escapar de la fuente de luz, ya que la criatura puede moverse en diferentes direcciones y tiende a orientarse hacia la dirección de la que proviene la menor cantidad de luz.
En otra variación, las conexiones son negativas o inhibitorias: más luz → movimiento más lento. En este caso, los agentes se alejan de la oscuridad y se acercan a la luz.
Vehículo 2b
El agente tiene los mismos dos sensores simétricos (izquierdo y derecho) (por ejemplo, detectores de luz), pero cada uno estimula una rueda en el otro lado del cuerpo. Obedece la siguiente regla:
- Más luz a la izquierda → la rueda derecha gira más rápido → gira hacia la izquierda, más cerca de la luz.
Como resultado, el robot sigue la luz; se mueve para estar más cerca de la luz.
Comportamiento
En un entorno complejo con varias fuentes de estímulo, los vehículos Braitenberg exhibirán un comportamiento complejo y dinámico.
Dependiendo de las conexiones entre sensores y actuadores, un vehículo Braitenberg puede moverse cerca de una fuente, pero no tocarla, correr muy rápido o describir círculos o figuras de ocho alrededor de un punto.
Este comportamiento está indudablemente dirigido a un objetivo, flexible y adaptativo, e incluso podría parecer inteligente, de la misma manera que se le atribuye una mínima inteligencia a una cucaracha. Sin embargo, el funcionamiento del agente es puramente mecánico, sin ningún procesamiento de información u otros procesos aparentemente cognitivos . [ aclaración necesaria ]
A menudo, la robótica BEAM implementa este tipo de comportamientos.
Ver también
Referencias
- Notas
- ↑ a b Braitenberg, V. (1984). Vehículos: Experimentos en psicología sintética. Cambridge, MA: MIT Press. "Copia archivada" . Archivado desde el original el 29 de enero de 2010 . Consultado el 18 de junio de 2012 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
- ^ Fraenkel, GS y Gunn, DL (1961). "La orientación de los animales. Kineses, impuestos y reacciones de la brújula". Publicaciones de Dover
- Lambrinos, D., Scheier, Ch. (1995). Arquitecturas de braitenberg extendidas [ enlace muerto permanente ] . Informe técnico AI Lab no. 95.10, Departamento de Ciencias de la Computación, Universidad de Zúrich.
- Headleand, Chris, Llyr Ap Cynedd y William J. Teahan. "Berry Eaters: Aprendiendo conceptos de color con la evaluación de la evolución basada en plantillas". ALIFE 14: La XIV Jornada sobre Síntesis y Simulación de Sistemas Vivientes. Vol. 14.
enlaces externos
- Página de inicio de Valentino Braitenberg
- Un simulador de vehículos de software Braitenberg
- Otro simulador de vehículos de Braitenberg , te permite jugar con diferentes configuraciones, vehículos y fuentes.
- Un Apple Playground en Braitenberg Vehicles , un Apple Playground en lenguaje SWIFT que implementa algunos vehículos Braitenberg, permite experimentar de una manera muy interactiva.
