- Fareler için tam teşekküllü bir VR sistemi geliştirilerek gerçek bir farenin klasik oyun DOOM'u kontrol edip keşfedebilmesi sağlandı
- Sistem; hareket takip topu, panoramik headset, giriş tetikleyicisi ve ödül devresi bileşenlerinden oluşuyor; tüm donanım ve yazılım açık kaynak olarak yayımlandı
- İkinci sürüm (V2), daha hassas sensörler, 180° görüş açılı AMOLED ekran, modüler 3D baskı parçalar gibi iyileştirmeler içeriyor
- Python tabanlı kontrol yazılımı, Raspberry Pi ile PC arasındaki iletişim üzerinden hareket, ödül ve oyun entegrasyonunu gerçek zamanlı olarak işliyor
- Farelerin gerçekten sanal alanı keşfedip ateş etme davranışı sergilediği görüldü; bu da hayvan davranışı araştırmaları ve etkileşimli sistem geliştirme için yeni olanaklar gösteriyor
Projeye genel bakış
- Farenin DOOM oynayabilmesi için özelleştirilmiş bir VR ortamı kuruldu
- Bileşenler: hareket takibi yapan treadmill topu, panoramik headset, giriş tetikleyicisi, ödül devresi
- Tüm parçalar, 3D baskı tasarımları, devre şemaları, firmware ve kontrol yazılımı ile birlikte açık kaynak olarak sunuluyor
- İlk sürüm (V1) New York'ta geliştirildi ve yalnızca basit koridor koşusu eğitimi yapılabiliyordu; ancak V2 ile tamamen modüler bir sisteme dönüştü
- Metal parçalar SZURWIN KFT ile iş birliği içinde tasarlanıp üretildi
V1 ve V2 karşılaştırması
- V1
- Yalnızca temel top yapısı ve ileri hareket eğitimi mümkündü
- Sensörler ve mekanik yapı basitti, panoramik ekran yoktu
- V2
- Yeni top sürücü mekanizması ile daha akıcı hareket sağlandı
- 180° yatay, 80° dikey görüş açısına sahip AMOLED ekran eklendi
- Yükseltilmiş sensörler ile hassas hareket takibi sağlandı
- Karıştırıcı motor içeren güçlendirilmiş ödül sistemi
- Modüler 3D baskı parçalar ve iyileştirilmiş elektronik kararlılık elde edildi
- Farenin yaşı nedeniyle tam davranış doğrulaması yapılamasa da sistemin kendisi düzgün çalıştı
Donanım yapısı
- Genel yapı
- Farenin hareketini algılayan küresel treadmill, ateş etme için tetik, panoramik ekran ve şekerli su ödül sisteminden oluşuyor
- Tüm cihazlar modüler alüminyum çerçeve üzerine kurularak bağımsız bir deney ortamı oluşturuyor
- Görsel arayüz
- Farenin başını saran katlanabilir AMOLED headset, bıyık alanını engellemiyor
- Sol ve sağ bıyıkların yakınına yerleştirilen hava püskürtme nozulları, duvara çarpma gibi oyun olaylarını iletiyor
- Ödül dağıtıcı tüpü ve küçük hoparlör yuvası içeriyor
- Hareket algılama
- Serbest dönen top üzerindeki optik sensörler, hareketi takip edip oyun içi harekete dönüştürüyor
- Motor tahrikli işlev sayesinde eğitim sırasında rota simülasyonu yapılabiliyor
- Tetik girişi
- Farenin ön patisiyle çektiği kol tipi ateşleme düzeneği, yay ve rotary encoder içeriyor
- Stepper motor ile otomatik gösterim yapılabildiğinden, görsel uyaran ile hareketi ilişkilendiren eğitime destek veriliyor
- Ödül sistemi
- 10μL hassasiyetle şekerli su dağıtımı, pompa, basınç sensörü ve solenoid valf ile kontrol ediliyor
- Karıştırıcı, yoğunluğu sabit tutarken oyun olaylarıyla senkronize anlık ödül sağlıyor
- Sınırlamalar
- Farenin boyutuna veya mizacına göre tetik konumu ve ödül akışı ayarlanmalı
Yazılım yapısı
- Tüm döngüyü yöneten Python tabanlı modüler kontrol sistemi
- Başlıca işlevler: hareket yakalama, top kontrolü, tetik algılama, ödül dağıtımı, DOOM entegrasyonu, eğitim mantığı
- ViZDoom ortamı ile entegre çalışarak gerçek zamanlı kapalı çevrim davranış kontrolü gerçekleştiriyor
- PC ile Raspberry Pi arasında TCP iletişimi
- Pi: sensör okuma, top sürme, ödül kontrolü
- PC: oyunu çalıştırma, veri işleme, yüksek seviyeli komut gönderimi
- Tüm bileşenler manuel veya otomatik modda çalışabiliyor ve parametreler Python kodundan ayarlanıyor
- Sınırlamalar
- Otomatik kalibrasyon olmadığından sensör hizalaması ve ödül zamanlaması manuel olarak doğrulanmalı
- Bazı mikrodenetleyici firmware'leri, donanım sapmalarına göre ayar gerektiriyor
Deney sonuçları
- Fareler sanal ortamı keşfetmeyi ve ateş tetikleyicisini çalıştırmayı başardı
- Her birey için yaklaşık 2 haftalık uyum süresi gerekti
- Tam ileri seviye eğitim tamamlanmamış olsa da sisteme katılım ve tepki düzeyi açısından olumlu sonuçlar görüldü
- Sınırlamalar
- Uzun süreli eğitim ve bireyler arası değişkenlik üzerine araştırma yetersiz
- VR maruziyetinin farenin sağlığı üzerindeki etkisi için ek araştırma gerekiyor
Gelecek planları
- Rat VR Build Guide hazırlanıyor ve ilgilenen araştırmacı ya da üreticilere kurulum desteği sağlanıyor
- YoloRun.Capital, bu tür yaratıcı ve deneysel projelere yatırım yapıyor
- Yeni fikir önerilerine açıklar
Ekip
- Viktor Tóth – fare eğitimi sorumlusu
- Sándor Makra – elektronik tasarım
- Ákos Blaschek – dokümantasyon ve açık kaynaklaştırma sorumlusu
2 yorum
Hayvan deneyleri etiği açısından bunun uygun olup olmadığını merak ediyorum. Hacker News yorumlarında da buna dikkat çeken biri varmış.
Hacker News yorumları
Yalnız, tüm parçaların yalnızca STL dosyaları olarak paylaşılmış olması biraz üzücü. Parametrik modeller veya kaynak dosyalar da birlikte yayımlansa çok daha hızlı iteratif tasarım yapılabilirdi. Örneğin fare yerine kedi ya da başka hayvanlarla deneme yapmak istenirse, basit bir ölçekleme yeterli olmaz ve her şeyi baştan yapmak gerekir.
Ayrıca BOM'a (malzeme listesi) bir maliyet tahmini eklenmesi de güzel olurdu. Tam isabetli olması şart değil, ama proje bütçesini hızlıca kestirmeyi ve maliyeti düşürme noktalarını bulmayı kolaylaştırır.
Son olarak, farelerin Doom'dan keyif alıp almadığını ya da başka oyunları daha çok sevip sevmediğini de merak ediyorum. Böyle sorular, hayvanların kişiliğini ve tercihlerini daha derinlemesine anlamaya yardımcı olabilir. Bunu açık kaynak olarak paylaştığınız için teşekkürler; bundan sonrasının nasıl gelişeceğini merakla bekliyorum
Fareden daha küçük hayvanlar için (ör. ev faresi) tüm düzeneği baştan tasarlamak gerekir; kediler içinse daha büyük bir top ve daha zayıf yaylar lazım. Bir gün kediler için bir VR kurulumu da yapmayı gerçekten isterim.
Bu deneyde fareler aslında Doom oynamadı; sadece ortama alışma aşamasındaydılar. Önceki düzende ödül ile davranış arasındaki ilişkiyi anlamış ve gerçekten epey kaptırmışlardı.
Farelerin seveceği oyunlar muhtemelen birinci şahıs perspektifinde olur. Geri bildiriminiz için teşekkürler; umarım bir gün evcil hayvan VR'ı gerçek olur
İnsanlardan daha hızlı evrimleşen fareler sonunda Rodot adı verilen robotları üretti ve insanlığı ezip geçti. İnsanlar savunmaya hazırlanma fırsatı bile bulamadan fare isyanı gerçeğe dönüştü
Böyle bir gecikme, öğrenme ödülünden çok hayal kırıklığı üretir; mutlaka düzeltilmesi gerekir
Gerçekten harika bir VR ligi, bu projenin sürmemesi üzücü
Hayvanın gönüllü olarak katılabildiği bir yapı olsa başka, ama öyle değilse bu hem özgürlüğünü kısıtlar hem de psikolojik ve fiziksel zarar verebilir.
Hayvan haklarını savunan biri olarak, alternatif deneylerin ya da gönüllü katılım temelli yöntemlerin daha tercih edilir olduğunu düşünüyorum
BBC haber bağlantısı