LEIAMoscas
Santiago Saldaña / Drosophila

Vuelo y visión

Haz clic en la arena para colocar néctar

↑ Demo

Neurociencia computacional · navegación

Participantes · LEIASantiago Saldaña Subías

Modelo de navegación con , y inspirada en el de .

Una mosca simulada busca néctar y evita obstáculos y proyectiles. El estudio combina circuitos visuales, una representación del rumbo y conexiones que cambian tras recibir recompensa o castigo. Las decisiones también utilizan información geométrica de la arena.

Fecha del proyecto
Modelo utilizado
Circuito bioinspirado de visión, y

01Qué percibe y qué puede hacer

Dos ojos compuestos reúnen 375 cada uno. Cada unidad aporta una señal de y otra que destaca el néctar. La intensidad depende de la distancia y de la dirección del objeto respecto a la mosca. Esta representación resume estímulos de una arena bidimensional; no equivale a una retina biológica completa.

El controlador recibe además dirección, distancia y tipo de objetivo; dirección y distancia a obstáculos; amenazas de proyectiles y salud del agente. Con esa información produce empuje hacia delante y . La geometría suministrada por la arena facilita buscar recursos y prever colisiones: el comportamiento no depende exclusivamente de la visión.

FIGURA 1 / UN CIRCUITO CERRADO
  1. ArenaNéctar, obstáculos y proyectiles
  2. PercepciónRetina y geometría del entorno
  3. CircuitosMovimiento, rumbo y valencia
  4. AcciónEmpuje y giro → nueva posición
La acción cambia la posición y, con ella, la siguiente observación. La información geométrica entra al controlador junto con las señales visuales.

02Cómo se transforma la percepción en movimiento

Movimiento y escape
Las variaciones de brillo alimentan un detector de . Una señal de contribuye al giro. Ante una amenaza, reglas de escape eligen una maniobra rápida.
Orientación
El integra la y una señal visual de giro. Un perfil circular de actividad representa el rumbo; la diferencia con la dirección objetivo aporta una orden de orientación.
Preferencia aprendida
Las codifican patrones sensoriales. Sus conexiones de salida producen una que modula la intensidad de acercamiento o de evasión.
Control motor
Reglas de navegación combinan objetivo, obstáculos, escape, hambre y valencia. La dinámica del agente convierte empuje y giro en desplazamiento. Estas reglas están definidas previamente.

La brújula es una aproximación funcional: se integra un ángulo y se calcula una actividad alrededor de él. Que la figura se parezca a una población neuronal circular no demuestra la dinámica .

03Qué aprende y qué permanece fijo

En el modelo Python del equipo, una expande la señal visual y una conserva las unidades más activas. Dos estiman acercamiento y evitación. Sus conexiones cambian usando una : la actividad reciente identifica qué conexiones deben recibir la actualización cuando llega néctar o daño.

Recompensar fortalece la salida de acercamiento y debilita la de evitación; castigar hace lo inverso. Los permanecen acotados. La percepción, la proyección inicial, la integración del rumbo y las reglas motoras siguen definidas por el modelo.

Δw ∝ señal de recompensa o castigo × actividad reciente de la conexión

Una variante interactiva con una regla más simple

La experiencia interactiva utiliza 400 unidades, cada una conectada a cuatro receptores elegidos al azar. La mitad representa señales asociadas al néctar y la otra mitad señales . Cuando su suma sensorial supera un , la unidad se activa y su peso contribuye a la valencia. El evento modifica los pesos de las unidades activas en ese momento, sin la traza temporal del modelo Python.

La valencia también incorpora términos fijos por amenaza, daño y cercanía del néctar, y se limita y suaviza en el tiempo. Una recompensa o castigo puede cambiarla inmediatamente aunque no haya unidades activas. Esa reacción inmediata no basta para atribuir un cambio de conducta a la .

La diferencia afecta qué asociaciones pueden aprenderse: una recompensa demorada puede actuar sobre actividad reciente en Python, mientras que la variante interactiva modifica la actividad presente. Sus resultados requieren evaluaciones separadas.

FIGURA 2 / UN EVENTO CAMBIA CONEXIONES ACTIVAS
Ejemplo interactivo

Una unidad activa

Peso inicial: 0.400

0.400 → 0.820

Una unidad activa

Peso inicial: −0.450

−0.450 → −0.282
Ejemplo calculado con la regla interactiva, 0.15 e 2.8 de recompensa. Solo cambian las unidades activas. Son valores ilustrativos de la regla, no una evaluación de navegación.

04Del modelo sensorial a la navegación

  1. Septiembre de 2026

    Integrar visión, orientación y memoria

    El equipo desarrolló una arena con peligros y recursos para estudiar el circuito percepción → acción. El modelo combina detectores de movimiento, una brújula interna y aprendizaje asociativo. Los registros guardados contienen partidas fechadas desde el 15 de septiembre; la primera publicación del código completo es del 25 de septiembre.

  2. Septiembre de 2026

    Dos condiciones de control

    La arena permite conducción autónoma y control humano, y guarda néctar, duración y maniobras de evasión. Alternar modos sirve para explorar el comportamiento, pero impide interpretar automáticamente cada registro como una condición experimental pura.

  3. Experiencia interactiva

    Explicar percepción y plasticidad

    Una variante conserva la retina panorámica y el control continuo, con una regla de aprendizaje basada en las unidades activas. El modelo Python utiliza 1,500 unidades Kenyon en su configuración gráfica y 800 en su ejecución sin ventana; esas configuraciones se distinguen de las 400 unidades de la variante interactiva.

05Resultados

Los registros del 15 al 25 de septiembre de 2026 muestran navegación prolongada y recolección de néctar en la arena Python. Son partidas guardadas de forma exploratoria. La tabla reúne los máximos de cada categoría; las condiciones del registro limitan su comparación.

Registros fechados del equipo · máximos observados, no promedios ni estimaciones de rendimiento
Categoría guardadaRegistrosMayor duración almacenadaNéctar en ese registro
Autónomo1314,199.3 6,804 recursos
Humano6128.8 s de simulación59 recursos

Por qué estos máximos no comparan la capacidad de ambos pilotos

Las semillas, dificultad, cambios de control, intervenciones y versiones de cada partida no están documentados. El sistema puede guardar al reiniciar o salir, además de al morir: duración guardada no equivale siempre a tiempo hasta una colisión fatal. La etiqueta humano o autónomo tampoco garantiza control exclusivo durante toda la partida.

El registro tampoco incluye todos los intentos: descarta puntuaciones nulas y, al salir o reiniciar, exige una puntuación mayor que 200. Esa selección puede omitir partidas cortas o sin néctar y favorecer resultados más altos.

Dos entradas llamadas «Benchmark» son valores de ejemplo definidos por el programa y se excluyen de la tabla. Los números anteriores describen 19 registros fechados; no certifican 19 ensayos independientes. No permiten calcular una tasa de éxito, un intervalo de confianza útil ni superioridad frente a personas.

06Alcance científico

El proyecto explora cómo combinar mecanismos bioinspirados en un agente que actúa. Las unidades, parámetros y reglas son simplificaciones elegidas para la simulación. Las conexiones sensoriales se generan sintéticamente; el controlador no ejecuta el completo MaleCNS.

El néctar y los peligros tienen señales visuales diseñadas para ser distinguibles, y el controlador recibe geometría adicional. Las duraciones y los recursos almacenados corresponden al controlador completo con esa información privilegiada.