De onderzoeksgroep onder leiding van Wouter Halfwerk van de Vrije Universiteit Amsterdam (VU) en Katharina Riebel van het Instituut Biologie Leiden (IBL), ontwikkelde en testte de RoboFinch samen met het Technologiecentrum van de VU. "Met een robot kun je dingen doen die je met echte dieren niet kunt doen", vertelt Wouter Halfwerk, universitair hoofddocent aan de VU. "Zo kun je bijvoorbeeld onderzoeken of vogels ook op beweging letten als ze hun taal leren, net zoals mensenbaby’s naar bewegende lippen kijken om zelf beter te leren praten.” De resultaten van de eerste tests met zes verschillende Robofinches zijn gepubliceerd in Methods in Ecology and Evolution onder een open-source licentie, zodat iedereen zijn eigen robot kan 3D-printen en construeren.
Vocaal leren
“Net als kinderen, beginnen jonge zebravinken met brabbelen. Ze horen de vogelzang van soortgenoten, onthouden dat en beginnen te oefenen,” vertelt Katharina Riebel. “Gedragsbiologen willen meer weten over dit vocaal leren, maar tot nu toe was dat vooral door zang te laten horen via een luidspreker. Maar bij leren zingen hoort veel meer, zoals snavel- en keelbewegingen en de lichaamshouding. Van een videoopname kunnen zebravinkjes niet zo goed leren als van een soortgenoot.”
Levensecht
Het maken van de robotvink begon met een 3D-scan en het 3D-printen van een volwassen mannetje aan de VU. Omdat vogels kleuren anders zien dan mensen, paste het team de kleuren aan. Zo zag de robot er voor zebravinken levensecht uit. Met high-speed camera’s bekeek de onderzoeksgroep de snavelbeweging van een zebravink, om een exacte kopie te maken. Rob Limburg van het Technologiecentrum wist dat het een hele uitdaging zou zijn, omdat de snavels erg snel bewegen. “Toch is het gelukt mede doordat we gebruik konden maken van een specifiek onderdeel dat we uit een speelgoedmodel konden halen.” De vogel beweegt goed, en voor een aantal liedjes loopt de snavel nu precies gelijk met de werkelijkheid. Dat moest frame voor frame, 120 frames per seconde, dus erg bewerkelijk.”
RoboFinch goedgekeurd
Gelukkig konden ook de vogels de RoboFinch waarderen. “Zebravinken zijn vaak eerst terughoudend met nieuwe objecten, maar ze waren meteen enorm nieuwsgierig,” vertelt promovenda Judith Varkevisser, die de experimenten uitvoerde aan de Universiteit Leiden. “Ze komen ernaast 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.”
DIY robotvogel
Met dit positieve resultaat kan het Seeing Voices 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”, aldus Riebel. De wetenschappelijk publicatie in Methods in Ecology and Evolution wordt aangeboden met de bestanden om zelf een robot te maken. Wouter Halfwerk: “We delen de blauwdruk graag met anderen, in de hoop dat we nog meer over vocaal leren kunnen ontdekken. We zijn erg benieuwd welke nieuwe inzichten we de komende jaren met deze techniek kunnen verkrijgen.”