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]
卷期号:9 (95): eadn7299-eadn7299 被引量:7
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
1秒前
1秒前
1秒前
Lucas的应助被xixi采纳,获得30
2秒前
中级奥术师完成签到,获得积分10
2秒前
Lucas的应助被宋子涵采纳,获得10
2秒前
3秒前
4秒前
wjl发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
jun完成签到,获得积分10
5秒前
rr发布了新的文献求助10
5秒前
Dr.c发布了新的文献求助10
5秒前
仓鼠本鼠完成签到,获得积分10
5秒前
贪玩半梅完成签到 ,获得积分10
5秒前
xqx发布了新的文献求助10
6秒前
烟花的应助被vision0000采纳,获得10
7秒前
纹个猪发布了新的文献求助10
8秒前
Rita发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
Euphie完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
英姑的应助被小张同学采纳,获得10
9秒前
10秒前
情怀的应助被飘逸的太阳采纳,获得10
10秒前
11秒前
香蕉觅云的应助被李万洪采纳,获得10
11秒前
JamesPei的应助被迷途采纳,获得10
12秒前
云淡风清完成签到 ,获得积分10
13秒前
Rida302完成签到,获得积分10
13秒前
乐乐的应助被wjl采纳,获得10
14秒前
止山发布了新的文献求助10
14秒前
顾矜的应助被ruhemann采纳,获得30
15秒前
16秒前
elfriede关注了科研通微信公众号
17秒前
我是老大的应助被筑梦师采纳,获得10
17秒前
懋懋发布了新的文献求助10
17秒前
huanfeng完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
18秒前
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
Rosenblum, Global Change Biology 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Convergent and bidirectional strategies towards the total synthesis of hemibrevetoxin B 300
Geschichtliche Grundbegriffe (GGB), Band 5: Pro–Soz 300
Die Religion in Geschichte und Gegenwart (RGG), 4. Auflage, Band 7: R–S 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 内科学 物理 有机化学 化学工程 生物化学 复合材料 光电子学 细胞生物学 心理学 量子力学 催化作用 物理化学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7796364
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9332098
关于积分的说明 20447542
捐赠科研通 7386737
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3324973
关于科研通互助平台的介绍 2472291
邀请新用户注册赠送积分活动 2342129