Reinforcement learning–based framework for whale rendezvous via autonomous sensing robots
Notice bibliographique
Résumé
Rendezvous with sperm whales for biological observations is made challenging by their prolonged dive patterns. Here, we propose an algorithmic framework that codevelops multiagent reinforcement learning-based routing (autonomy module) and synthetic aperture radar-based very high frequency (VHF) signal-based bearing estimation (sensing module) for maximizing rendezvous opportunities of autonomous robots with sperm whales. The sensing module is compatible with low-energy VHF tags commonly used for tracking wildlife. The autonomy module leverages in situ noisy bearing measurements of whale vocalizations, VHF tags, and whale dive behaviors to enable time-critical rendezvous of a robot team with multiple whales in simulation. We conducted experiments at sea in the native habitat of sperm whales using an "engineered whale"-a speedboat equipped with a VHF-emitting tag, emulating five distinct whale tracks, with different whale motions. The sensing module shows a median bearing error of 10.55° to the tag. Using bearing measurements to the engineered whale from an acoustic sensor and our sensing module, our autonomy module gives an aggregate rendezvous success rate of 81.31% for a 500-meter rendezvous distance using three robots in postprocessing. A second class of fielded experiments that used acoustic-only bearing measurements to three untagged sperm whales showed an aggregate rendezvous success rate of 68.68% for a 1000-meter rendezvous distance using two robots in postprocessing. We further validated these algorithms with several ablation studies using a sperm whale visual encounter dataset collected by marine biologists.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».