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Aktive Erkundung ist die bewusste Auswahl sensorischer Aktionen, um die aus der Umgebung gewonnenen Informationen zu maximieren. Im Gegensatz zur passiven Wahrnehmung kontrolliert der Organismus, welche Signale er empfängt: Kopfbewegungen (Schnüffeln, Augensakkaden, Hörscans), Aussendung aktiver Signale (Echoortung, Elektroortung) oder räumliche Verschiebungen.

Der Informationsgewinn IG(a) = H(S) - E[H(S|o_a)] misst, um wie viel die Aktion die Unsicherheit über den Zustand S reduziert. Die optimale Explorationsstrategie wählt die Aktion aus, die IG maximiert: Dies ist das Prinzip der epistemischen Neugier oder Informationssuche, das das bei Säugetieren und Insekten beobachtete Explorationsverhalten erklärt.

Das Explorations-Ausbeutungs-Dilemma ist von zentraler Bedeutung für adaptives Verhalten: Aktuelles Wissen nutzen, um die Belohnung zu maximieren (Ausbeutung) oder unbekannte Optionen erkunden, die möglicherweise besser sind (Exploration)? Der UCB-Algorithmus löst dieses Problem auf theoretisch optimale Weise: Er fügt einen Explorationsbonus (ln(t)/n(a)) hinzu, der abnimmt, je häufiger ein Bestand besucht wird, wodurch beide Strategien ausgeglichen werden.

Aktives Schnüffeln erhöht die Geschwindigkeit der Geruchsstofferkennung drastisch: Das Exponentialmodell C_recep(t) = C_amb·(1-e^(-v·A·t/V)) zeigt, dass ein höherer Fluss v_sniff die Nasenhöhle schneller mit der Umgebungskonzentration füllt. Nagetiere schnüffeln mit 412 Hz und synchronisieren dabei die Geruchsaktivität mit dem Atemrhythmus, um die Informationserfassung zu optimieren.

Aktive Elektroortung (schwacher elektrischer Fisch) stört das eigene elektrische Feld, wenn ein Objekt mit einer anderen Leitfähigkeit als Wasser in das Feld eindringt: E (_obj - _Wasser)·V_obj/r³. Die Größe und Verteilung von E in der Haut des Fisches ermöglicht die Abschätzung von Größe, Form, Entfernung und Leitfähigkeit des Objekts. Gymnotiforme Fische erzeugen stereotype Erkundungsbewegungen, um die Elektrolokalisierungsinformationen zu maximieren.

>Modell

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Beschreibung

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