Verständnis des Fischschwarmverhaltens durch virtuelle Realität und KI
Wie schaffen es Fische, in perfekter Koordination zusammen zu schwimmen? Hinter diesem scheinbar mühelosen Verhalten stehen einzelne Fische, die ihre Nachbarn kontinuierlich beobachten und ihre Bewegungen anpassen. Unsere Forschung zielt darauf ab, die zugrundeliegenden sensomotorischen Kontrollmechanismen zu verstehen, die Schwarmverhalten ermöglichen. Zu diesem Zweck nutzen wir Virtuelle Realitäten (VR), um kontrollierte, interaktive Umgebungen für echte Fische zu schaffen. So können wir untersuchen wie visuelle Informationen aus der Umgebung die Entscheidungen der Tiere beeinflussen, ohne ihr natürliches Verhalten zu stören.
Wir kombinieren diesen Ansatz mit KI-basierten Werkzeugen wie Repräsentationslernen, Systemidentifikation und bestärkendes Lernen, um herauszufinden, wie Fische ihre Umwelt wahrnehmen und Bewegungsentscheidungen treffen. Diese Techniken helfen uns die wichtigsten Merkmale zu identifizieren die Fische nutzen um mit anderen zu interagieren und die Prinzipien hinter ihrem Verhalten zu modellieren.
Neben der Untersuchung natürlicher Verhaltensweisen erforschen wir auch, wie man die Bewegungen von Fischen mit VR lenken oder beeinflussen kann. Dies eröffnet neue Möglichkeiten, die Dynamik kollektiver Systeme zu untersuchen und zu testen, wie gut unsere Modelle das reale Tierverhalten widerspiegeln. Durch diese Kombination aus VR, maschinellem Lernen und Verhaltensexperimenten wollen wir besser verstehen, wie komplexe Gruppenverhaltensweisen aus einfachen individuellen Regeln hervorgehen.