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科学家用艾草榛鸡标本制作机器人进行公鸡交配实验

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网易科技讯 6月5日消息,如果生物学家盖尔·帕特里切利(Gail Patricelli)没有很强的幽默感,人们是很难理解这种动物标本机器人。因为人们希望自己坐在一旁能够像专家一样,而不对她设计的“母鸡机器人(fembot)”哄笑,但事实上这款机器人并非人们所想的普通机器人概念,而是基于一个剥制鸟类标本放置在车轮上的机器人。母鸡机器人在盖尔实验室里四处乱窜,头部前后移动,不时地停下来“啄食”地面。

科学家用艾草榛鸡标本制作机器人进行公鸡交配实验

盖尔设计的母鸡机器人是一个严肃的科学概念,该装置有助于我们理解艾草榛鸡(sage grouse)奇特的交配方式,这是一种对外界威胁十分敏感的物种。在实验中,科学家发现很容易欺骗艾草榛公鸡,让它尝试与母鸡机器人进行交配。

艾草榛公鸡的行为十分搞笑,当它们与母鸡机器人聚集在求偶地点时,会误将机器人当成真实的母鸡,展示一系列求偶动作。相比之下,母鸡机器人的表现比较单调。

盖尔说:“母鸡机器人采用真实的艾草榛鸡动物标本,它们可能死于交通事故或者触电,将动物标本转变成为机器人需要进行一些修复手术,我会尽我所能让它看起来更加真实,我学习了一些知识,并在工艺美术方面花费了大量时间。”

盖尔在实验室制作的第一代母鸡机器人是在火车模型轨道上行进,当艾草榛公鸡将泥土带到轨道上时,母鸡机器人被卡住无法移动。因此最新设计的母鸡机器人采用脱离轨道的车轮。她说:“母鸡机器人可以四处移动,在地面上啄来啄去,看上去对任何时候的交配都不感兴趣,但有时它会直立身体前后张望,看上去好像正在等待异性,准备进行交配。”

盖尔说:“艾草榛公鸡会努力地追求雌性,当周围环境没有母鸡时,它们经常与一堆干牛粪进行交配,因此我们在实验中对艾草榛公鸡欺骗的门槛很低。”

如果盖尔将仅会滚动行进的母鸡机器人放在艾草榛公鸡周围,母鸡机器人不像真实艾草榛鸡那样自然活动,公鸡会受到惊吓,快速飞离。但是盖尔赋予母鸡机器人一些现实技术,使它具有一些复杂行为能力,盖尔使用母鸡机器人作为一个持续刺激目标,测试艾草榛公鸡的真实表现。

盖尔提出了一个观点——为了理论艾草榛鸡交配的复杂动态行为,她转向了“妥协经济模式”,尤其是关于分配决策的观点,该模式中雄性求偶时花费的精力是有限的。

她指出,我们可以进行一个假设——在大型露天集市中,有一群商贩正在卖他们的商品,他们就像艾草榛公鸡一样,他们总是希望顾客能够拜访他们。商贩不仅必须紧盯着潜在顾客,就像艾草榛公鸡在挑剔寻找交配对象,同时他们还要关注其他商家的竞争。如果有一个具有特殊吸引力的商贩生意很好,吸引了集市许多顾客,就像一只艾草榛公鸡获得了其它母鸡的关注。

据了解,艾草榛公鸡交配频繁,但与交配对象维持关系很短暂,对于艾草榛公鸡而言,它们不是寻找长期的交配对象,它们必须非常明智地选择交配方,毕竟求偶展示需要花费很多精力。

盖尔使用一些早期经典机器人技术对艾草榛公鸡进行了测试,她说:“我们把母鸡机器人送出去,设计其行为看上去对雄性并不感兴趣。这样会吸引艾草榛公鸡进行求偶,之后我们将启用‘经济学外部选择’,将另一个母鸡机器人放出去,此时艾草榛公鸡将决定继续与第一只‘母鸡’求偶,还是改变方向,将精力聚集在第二只‘母鸡’。”

在经济学理论中,如果第二只母鸡比第一只更有价值,公鸡做出的择偶调整是可以预测到的。研究小组在母鸡机器人上可以调控视觉信号,释放出对公鸡感兴趣或者不感兴趣的信息,从而测试这个实验假设。

盖尔并非仅是对艾草榛鸡交配动态进行研究分析,她还研究了环境变化对艾草榛鸡交配地点的影响。首先,研究小组试着发现艾草榛鸡最适宜交配的地点,食物可用性尤其令人担忧。盖尔说:“我们对艾草榛鸡进行了一些实验,观察它们是如何觅食,以及它们在什么地方觅食会影响交配行为。这将有助于我们了解基本的求偶动态行为,同时让我们更好地了解如何让艾草榛鸡更好地栖息生存。”

据了解,艾草榛鸡的生存环境受到旱雀麦的严重影响,旱雀麦是破坏艾草榛鸡生存环境的一种杂草,它们生长得非常厚密,不同于艾草榛鸡栖息环境原有的蒿属植物。旱雀麦的滋生蔓延很容易引发野火,这将摧毁艾草榛鸡的家园。统计数据表明,栖息环境恶化导致艾草榛鸡数量从1600万只下降至20万只。

此外,人类活动的不断扩张发展对野生环境构成了物理破坏,以及随之而来的噪音污染。盖尔的艾草榛鸡研究表明,它们交配地点的噪音污染会让土地管理人员考虑制定相应的管理规定,确保鸟类能够不受干扰地求偶。(卡麦拉)

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