Robotvogel geeft jonge zebravinken zangles
Hoe leren jonge zebravinken zingen? Een onderzoeksteam onder de leiding van Katharina Riebel heeft een ‘RoboFinch’ ontwikkeld om dat te bestuderen. De afgelopen vier jaar heeft de groep ‘Seeing voices’ de robotvogel ontworpen. En met succes: jonge zebravinken luisteren er vol enthousiasme naar.
‘Net als kinderen, beginnen jonge zebravinken met brabbelen. Ze horen de vogelzang van soortgenoten, onthouden dat en beginnen te oefenen,’ vertelt Riebel, onderzoeker bij het Instituut Biologie Leiden (IBL). ‘Wij willen meer weten over dit vocaal leren, maar tot nu toe was dat vooral door zang te laten horen via een luidspreker. Soms in combinatie met een scherm, maar het kwam niet verder dan 2D. Maar bij leren zingen hoort veel meer, zoals snavel- en keelbewegingen en de lichaamshouding. Van een opname kunnen zebravinkjes niet zo goed leren als van een soortgenoot.’
Werken in 3D
Riebels onderzoeksgroep ontwikkelde daarom de RoboFinch, samen met de Vrije Universiteit Amsterdam (VU) en Vrije Universiteit Berlijn. Dat begon met een 3D-scan en het 3D-printen van een volwassen mannetje. Aangezien vogels kleuren anders zien dan mensen, werd de verf waarmee de robots werden beschilderd afgestemd op hoe zebravinken kleuren zien. Zo zagen de kleuren van de robot er voor de vogels levensecht uit.
Snelle snavels
Met high-speed camera’s bekeek de onderzoeksgroep de snavelbeweging van een zebravink, om een exacte kopie te maken. ‘In de werkplaats van de VU gaven ze aan dat dit een uitdaging zou zijn. De snavels bewegen zo snel!’ vertelt Riebel. ‘Toch hebben zij het uiteindelijk voor elkaar gekregen. Een ontzettend knappe prestatie. En naast het goed laten bewegen van de vogel, hebben we nu de robotsnavel voor een aantal liedjes precies gelijk laten lopen met de werkelijkheid. Dat moest frame voor frame, dus met 120 frames per seconde snap je hoe enorm veel werk daarin heeft gezeten voor het team.’
Jonge vogels zingen met robotvogel
Gelukkig sloeg de RoboFinch aan. ‘Zebravinken zijn vaak eerst terughoudend met nieuwe objecten, maar ze waren meteen enorm nieuwsgierig,’ vertelt de net gepromoveerde Judith Varkevisser, die de experimenten uitvoerde. ‘Ze komen naast de robotvogel op de stok zitten en kwetteren ertegen aan. En nog belangrijker: de jonge vogels zitten stil en bestuderen de RoboFinch als deze begint met bewegen en we vogelzang afspelen. Ze lijken echt naar de robot te luisteren! Dat bewijst dat we de RoboFinch kunnen gebruiken in onze studies naar vocaal leren en of het zien van de bewegingen die bij het zingen horen hiervoor belangrijk zijn.’
‘We willen de RoboFinch interactief maken’
Met dit positieve resultaat kunnen Riebel en haar team nu verschillende aspecten van vogelzang als een soort bouwpakket samenstellen. ‘Willen we alleen beweging of de audio, of juist alles tegelijk afspelen? Ook gaan we proberen om de RoboFinch interactief te maken: dan kan hij beginnen met zingen zodra de vogels op een bepaalde stok gaan zitten.’
Maak je eigen robotvogel
Het consortium van Riebel biedt met de publicatie ook de bestanden aan om zelf een robot te maken. ‘Zo kan iedereen, elke onderzoeksgroep, hiermee aan de slag. Voor ons was het alleen mogelijk om de RoboFinch te ontwikkelen met de Human Frontiers beurs. Een enorm risico, want er was een grote kans dat het project in het water zou vallen. Nu delen we de blauwdruk graag met anderen, in de hoop dat we nog meer over vocaal leren kunnen ontdekken. We zijn benieuwd wat we in de komende jaren nog meer kunnen ontdekken!’
Lees de publicatie
Tekst: Amber Verhaar