在过去的几十年里，机器人专家开发了受各种动物启发的机器人，包括狗、蛇、鸟、蜘蛛、蝙蝠、章鱼和不同类型的昆虫。这些机器人主要设计用于解决现实世界的实际问题，例如进入狭窄空间、在不平坦的地形上移动或可靠地长距离飞行。

使用蝌蚪状机器人研究毒蛙的育儿行为

斯坦福大学的一组研究人员最近开发了一种看起来像蝌蚪的小型机器人，然后用它来研究毒蛙(R.imitator)的育儿行为，毒蛙是一种原产于中美洲和南美洲的有毒且颜色鲜艳的青蛙。他们的论文发表在arXiv预印本服务器上，提出了一些非常有趣的观察结果，包括青蛙对机器人的反应以及它们与后代的行为。

“动物模型提供了生物体如何应对和适应生态压力的宝库，”进行这项研究的研究人员之一比利·C·古尔斯比(BillieC.Goolsby)告诉Phys.org。“我们对毒蛙感兴趣，因为它们表现出巨大的行为多样性，特别是在父母照顾方面。因为许多青蛙直接识别空间而不是亲属(即通过面部识别)，我们可以机会主义地操纵蝌蚪池或托儿所，机器人“研究蝌蚪是为了观察父母对后代信号变化的反应。对于许多其他物种来说，这是不可能的，因为父母直接识别亲属，或者还有其他我们必须考虑的信号，例如兄弟姐妹竞争。”

之前的一些研究也试图将机器青蛙引入与真青蛙相同的环境中，大致观察它们的社会行为和决策。另一方面，古尔斯比和他的同事特别希望研究蝌蚪状机器人是否会以某种方式影响毒蛙的育儿行为。

他们特别感兴趣的一种行为是，在后代表现出“乞讨”行为(即接近青蛙的臀部，同时用力扭动它们的后代)之后，毒蛙妈妈通常会释放未受精的卵并将它们喂给后代。尾巴)。他们还希望研究通常检查托儿所和评估后代的青蛙父亲的行为，以确定哪些更需要喂养。

“我们研究的特定物种进化出了母性供应，即母亲将未受精的卵粉释放给乞讨的后代，”古尔斯比解释道。“母亲的供应是由父亲的呼唤协调的，父亲也在那里监督托儿所以评估后代。我们研究父母的探视、父亲的呼唤和母亲的供应作为这个物种父母努力的方面。”

为了进行他们的实验，研究人员首先创造了一个可以模仿蝌蚪摆动身体动作的小型机器人。然后，他们将这个机器人引入了一个大型水族箱，里面有毒蛙爸爸和妈妈，远程控制它们的动作，这样它们就可以复制蝌蚪的乞讨行为。

“我们机器人外部的电机旋转曲柄，曲柄拉动连接在机器人内部的绳子，”参与该研究的另一位研究员TonyG.Chen说。“所以，这与机器人内部的弹簧元件一起，拉动和推动TadBot的尾巴，产生摆动运动。这种设置的主要优点是它允许TadBot非常小，接近尺寸一只真正的蝌蚪。”

由Goolsby、Chen和他们的同事创造的机器人在大小、外观和动作上与蝌蚪非常相似。值得注意的是，它的电机可以安装在水族箱外，以防止它产生的噪音惊动青蛙或干扰它们的正常活动。

研究人员发现，该机器人“通过了测试”并愚弄了青蛙父母，尤其是青蛙父亲，他们似乎把它当作自己的后代之一对待。在许多情况下，当蝌蚪状机器人开始“乞讨”并用力摆动尾巴时，父亲们会试图协调照顾，将母亲们叫到育婴室，让他们喂机器人喂未受精的卵。

有趣的是，当妈妈们接听电话并参观蝌蚪育婴室时，她们并没有释放未受精的卵，这表明她们以某种方式意识到机器人不是后代。在他们的论文中，研究人员提出，母亲们在试图决定是否下蛋时可能会依赖额外的信号，例如振动或其他微妙的动作。

“我们希望我们的工作可以提供一个工具包，可以轻松地用于操纵后代信号，告诉我们振动线索如何在两栖动物中表现出来，以及父母的决策是在大脑中发生的，”古尔斯比说。“结合这些发现，我们可以开始更好地了解与养育有关的神经回路的起源和进化。”

Goolsby、Chen和他们的同事最近的研究强调了机器人在安全研究动物社会行为方面的巨大潜力。在未来，它可能会激发旨在开发仿生机器人的新工作，使用它们与不同的动物物种互动并观察由此产生的行为。

“我们现在计划根据我们一直在收集的数据，对TadBot进行机械改进，使其更像一只真正的蝌蚪，同时还进行进一步的行为研究，”Chen补充道。