ترجمه فارسی مقاله سایبورگ عروس دریایی: بهره‌برداری از هوش تجسم‌یافته طبیعی به عنوان ربات‌های نرم

چکیده

In the advanced field of bio-inspired robotics, the emergence of cyborgs represents the successful integration of engineering and biological systems. Building on previous research that showed how electrical stimuli could initiate and speed up a jellyfish’s movement, this study presents a groundbreaking approach that explores how the natural embodied intelligence of the animal can be harnessed to address pivotal challenges such as spontaneous exploration, navigation in various environments, control of whole-body motion, and real-time predictions of behavior. We have developed a comprehensive data acquisition system and a unique setup for stimulating jellyfish, allowing for a detailed study of their movements. Through careful analysis of both spontaneous behaviors and behaviors induced by targeted stimulation, we have identified subtle differences between natural and induced motion patterns. By using a machine learning method called physical reservoir computing, we have successfully shown that future behaviors can be accurately predicted by directly measuring the jellyfish’s body shape when the stimuli align with the animal’s natural dynamics. Our findings also reveal significant advancements in motion control and real-time prediction capabilities of jellyfish cyborgs. In summary, this research provides a comprehensive roadmap for optimizing the capabilities of jellyfish cyborgs, with potential implications in marine reconnaissance and sustainable ecological interventions.

چکیده به فارسی (ترجمه ماشینی)

در زمینه پیشرفته روباتیک های الهام گرفته از زیستی ، ظهور سایبورگ ها بیانگر ادغام موفقیت آمیز سیستم های مهندسی و بیولوژیکی است.این مطالعه با تکیه بر تحقیقات قبلی که نشان می دهد چگونه محرک های الکتریکی می توانند حرکت چتر دریایی را آغاز و سرعت بخشند ، یک رویکرد پیشگامانه ارائه می دهد که به بررسی چگونگی مهار هوش تجسم یافته حیوان برای پرداختن به چالش های مهم مانند اکتشاف خود به خودی ، ناوبری در محیط های مختلف می پردازد.، کنترل حرکت تمام بدن و پیش بینی های رفتار در زمان واقعی.ما یک سیستم جامع کسب داده و یک راه اندازی منحصر به فرد برای تحریک چتر دریایی ایجاد کرده ایم و امکان مطالعه دقیق حرکات آنها را فراهم می کند.از طریق تجزیه و تحلیل دقیق هر دو رفتار خود به خودی و رفتارهای ناشی از تحریک هدفمند ، تفاوت های ظریف بین الگوهای حرکتی طبیعی و ناشی از آن را مشخص کرده ایم.با استفاده از یک روش یادگیری ماشین به نام محاسبات مخزن فیزیکی ، ما با موفقیت نشان داده ایم که رفتارهای آینده را می توان با اندازه گیری مستقیم شکل بدن چتر دریایی هنگامی که محرک ها با دینامیک طبیعی حیوان تراز می شود ، به طور دقیق پیش بینی کرد.یافته های ما همچنین پیشرفت های قابل توجهی در کنترل حرکت و قابلیت پیش بینی در زمان واقعی سایبورگ های چتر دریایی را نشان می دهد.به طور خلاصه ، این تحقیق یک نقشه راه جامع برای بهینه سازی قابلیت های سایبورگ های چتر دریایی ، با پیامدهای بالقوه در شناسایی دریایی و مداخلات زیست محیطی پایدار ارائه می دهد.