Reinforcement learning–based framework for whale rendezvous via autonomous sensing robots

强化学习 会合 机器人 计算机科学 鲸鱼 钢筋 人工智能 人机交互 工程类 心理学 生态学 航空航天工程 社会心理学 航天器 生物
作者
Ninad Jadhav,Sushmita Bhattacharya,Daniel M. Vogt,Yaniv Aluma,Pernille Tønnesen,Akarsh Prabhakara,Swarun Kumar,Shane Gero,Robert J. Wood,Stephanie Gil
出处
期刊:Science robotics [American Association for the Advancement of Science (AAAS)]
卷期号:9 (95): eadn7299-eadn7299 被引量:4
标识
DOI:10.1126/scirobotics.adn7299
摘要

Rendezvous with sperm whales for biological observations is made challenging by their prolonged dive patterns. Here, we propose an algorithmic framework that codevelops multiagent reinforcement learning–based routing (autonomy module) and synthetic aperture radar–based very high frequency (VHF) signal–based bearing estimation (sensing module) for maximizing rendezvous opportunities of autonomous robots with sperm whales. The sensing module is compatible with low-energy VHF tags commonly used for tracking wildlife. The autonomy module leverages in situ noisy bearing measurements of whale vocalizations, VHF tags, and whale dive behaviors to enable time-critical rendezvous of a robot team with multiple whales in simulation. We conducted experiments at sea in the native habitat of sperm whales using an “engineered whale”—a speedboat equipped with a VHF-emitting tag, emulating five distinct whale tracks, with different whale motions. The sensing module shows a median bearing error of 10.55° to the tag. Using bearing measurements to the engineered whale from an acoustic sensor and our sensing module, our autonomy module gives an aggregate rendezvous success rate of 81.31% for a 500-meter rendezvous distance using three robots in postprocessing. A second class of fielded experiments that used acoustic-only bearing measurements to three untagged sperm whales showed an aggregate rendezvous success rate of 68.68% for a 1000-meter rendezvous distance using two robots in postprocessing. We further validated these algorithms with several ablation studies using a sperm whale visual encounter dataset collected by marine biologists.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
herpes完成签到 ,获得积分10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
6秒前
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
9秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
9秒前
纯真保温杯完成签到 ,获得积分10
11秒前
18秒前
酷炫觅双完成签到 ,获得积分10
20秒前
TiY完成签到 ,获得积分10
20秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
23秒前
24秒前
24秒前
25秒前
yj完成签到,获得积分10
29秒前
qianci2009完成签到,获得积分0
30秒前
31秒前
prawn218完成签到,获得积分10
32秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
38秒前
海英完成签到,获得积分10
44秒前
合适的平安完成签到 ,获得积分10
50秒前
51秒前
54秒前
58秒前
lilylwy完成签到 ,获得积分0
59秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
wujiwuhui完成签到 ,获得积分10
1分钟前
子凡完成签到 ,获得积分10
1分钟前
rigelfalcon完成签到,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
可乐完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Ganann完成签到 ,获得积分10
1分钟前
雨竹完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
轨迹应助Lny采纳,获得40
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
从k到英国情人 1500
Ägyptische Geschichte der 21.–30. Dynastie 1100
„Semitische Wissenschaften“? 1100
Real World Research, 5th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5732958
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5344050
关于积分的说明 15322714
捐赠科研通 4878163
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2621060
邀请新用户注册赠送积分活动 1570181
关于科研通互助平台的介绍 1526956