$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Bir koku kaynağını bulabilen otonom robotlar, toplumun emniyeti ve güvenliği için önemli olabilir. Felaketzedelerin, bir havaalanındaki uyuşturucu veya patlayıcı maddelerin ve çevreye tehlikeli madde dökülmelerinin veya sızıntılarının tespiti için kullanılabilirler. Şu anda, bu görevler için tamamen iyi eğitimli hayvanlara (örneğin köpekler) güveniyoruz ve robotik koku kaynağı lokalizasyonunun bu hayvanların iş yükünü hafifletmesi güçlü bir şekilde bekleniyor. Bir koku kaynağı bulmak robotlar için zorlu bir iştir çünkü koku maddeleri bir atmosferde aralıklı olarak dağılır1; Bu nedenle, koku konsantrasyonu gradyanının sürekli örneklenmesi her zaman mümkün değildir. Bu nedenle, robotik koku kaynağı lokalizasyonu2-4'ün elde edilmesi için aralıklı koku ipuçlarını kullanan bir arama stratejisi gereklidir.
Koku kaynağı lokalizasyonu, organizmanın hayatta kalması için gereklidir ve yiyecek bulma, çiftleşme ortakları ve yumurtlama bölgeleri gibi görevleri içerir. Düzensiz dağılmış koku maddelerini izlemedeki zorluğun üstesinden gelmek için, organizmalar iki temel davranıştan oluşan çeşitli davranış stratejileri geliştirmişlerdir: koku alımı sırasında yukarı doğru hareket etme ve koku alımının kesilmesi sırasında çapraz akış5,6. Bu reaktif stratejiler böceklerde iyi belgelenmiş ve ayrıca rüzgar yönü ve görüş5-8 gibi diğer modalitelerle birleştirilmiştir. Böcek davranış modelleri, koku kaynağı lokalizasyon yeteneklerinin değerlendirilmesi için davranışsal algoritmaların veya nöral devre modellerinin mobil robotlara uygulandığı robotik3,9-11 için de yararlı örnekler olmuştur10,12-15. Biyomimetik perspektiflerden bakıldığında, bu "aşağıdan yukarıya" yaklaşım kesinlikle biyomimetik robotlar geliştirmenin temel bir yoludur. Bununla birlikte, aşağıdan yukarıya yaklaşım, yararlı bir arama stratejisi elde etmek için bir kısayol değildir, çünkü biyolojik analizler hala devam etmektedir ve böcek davranışlarının arkasındaki duyusal-motor sistemlerin modellenmesi tamamlanmamıştır. Bu nedenle, böyle bir biyolojik sistemin gerçekte bir robotik platformun denetleyicisi olarak nasıl çalıştığı hala bilinmemektedir.
Bu makalede, biyolojik bir sistem tarafından kontrol edilen bir koku izleme mobil robotu geliştirmek için basit bir "yukarıdan aşağıya" yaklaşımın protokolünü gösteriyoruz16,17. Robot, gerçek bir böcek tarafından kontrol ediliyor ve gelecekteki böcek-mimetik robotların bir prototipi olarak kabul edilebilir. Robotun kokpitinde, bağlı bir yetişkin erkek ipek güvesi (Bombyx mori), hava emme tüpleri aracılığıyla her bir antene iletilen dişi cinsiyet feromonuna yanıt olarak hava destekli bir top üzerinde yürüdü. Gemideki güvenin yürümesinden kaynaklanan top dönüşleri optik bir sensör tarafından ölçüldü ve iki tekerlekli robotun hareketine çevrildi. Bu "hibrit" yaklaşımın avantajı, deneycilerin, bir pilot böceğin robot ile gerçek bir koku durumu arasında kapalı bir döngüde olduğu robotik platformda böcek duyusal-motor sisteminin nasıl çalıştığını araştırabilmeleridir. Robotik donanımın manipülasyonu kapalı döngüyü değiştirir; Bu nedenle, böcek kontrollü robot hem mühendisler hem de biyologlar için faydalı bir platformdur. Mühendislik için robot, robotik görevlerin gereksinimlerini karşılamak için biyolojik bir model uygulamanın ilk adımlarını temsil eder. Biyoloji için robot, kapalı bir döngü altında duyusal-motor kontrolünü incelemek için deneysel bir platformdur.