Риба надихнула інженерів на створення нового класу роботів-водолазів
Нарівні з космічними дослідницькими місіями, підводний розвідка будь-якого роду є вкрай небезпечною і важкоздійснюваним завданням. Щоб полегшити роботу водолазам, інженери з Північно-західного університету в США представляють концепцію нового класу роботів-водолазів.
Чорні ножетелкі легко полюють в непроглядній темряві (фото Derek Ramsey / Wikimedia Commons).
Вчені надихалися рибою під назвою чорна ножетелка. Це хиже морське створення для орієнтації в навколишньому середовищі посилає слабкий електричний імпульс, який створюється особливим органом, а для пересування робить хвилеподібні рухи довгим нижнім плавцем. Обидва цих властивості вирішили "подарувати" і новим роботам.
Роботи-водолази, розробкою яких зараз займаються американські інженери, будуть особливо корисні для роботи в труднодосягаемимі і малоосвещённих місцях, таких як затонулі судна. Машини зможуть легко маневрувати між перешкодами в повній темряві.
"На сьогоднішній день в світі просто не існує досить ефективних роботів, які могли б повноцінно функціонувати в таких умовах. Затонулі судна є надто небезпечними для того, щоб відправляти туди людей, та й водолази навряд чи добре впораються з роботою в непроглядній пітьмі каламутної води", - Стверджує провідний автор дослідження Малкольм МакІвер (Malcolm MacIver).
Професор МакІвер в своїй лабораторії (фото Northwestern University).
Чи то справа риби-ножетелкі. Вони спокійно плавають і полюють вночі в річках басейну Амазонки, де річкове дно завалено корінням і гілками дерев. Подолання перешкод для цих тварин не проблема, і тому роботам варто брати з них приклад, вважають дослідники.
МакІвер займався вивченням сенсорної і рухової систем ножетелок протягом багатьох років. Електричне поле генерується модифікованими нейронами, що проходять уздовж спинного мозку риби. Коли в поле "зору" хижака потрапляє потенційна жертва, ножетелка зчитує шкірою невеликі перепади в напрузі і тим самим ідентифікує видобуток.
Обурення вкрай слабкі - від десятої до сотої частин мільйонної частки вольта, проте цього достатньо для того, щоб риба їх відчула шкірою.
"У ножетелок дивовижна сенсорна система. Уявіть собі, що все ваше тіло обтягнуте сітківкою ока - тоді зрозумієте, як це! - Розповідає МакІвер. - Електричне поле поширюється в усіх напрямках, а рецептори покривають всю поверхню тіла, так що риба може засікти видобуток де завгодно поруч з собою".
Прототип робота-водолаза, створений за образом і подобою ножетелкі (фото M. MacIver / Northwestern University).
В даний час в лабораторії професора Маківер моделюється среда, при якій робот зможе реагувати на навколишню дійсність і рухатися відповідним чином. Особливості руху інженери також планують запозичити у ножетелок: риби плавають за рахунок швидких хвилеподібних рухів, що здійснюються довгим нижнім плавником на череві.
"Завершивши серію фізичних моделювань, ми вивели математичну формулу співвідношення частоти рухів і їх амплітуди для отримання потрібної тяги. Цей етап дозволив просунути нашу технологію вперед ще на трохи", - Повідомляє МакІвер, нещодавно представив свою розробку на щорічних зборах Американської асоціації сприяння розвитку науки.
Сьогодні інженери демонструють функції сенсорної і рухової систем на двох окремих роботах-прототипах. Об`єднання двох технологій в один пристрій - головне завдання Маківер і його команди на даний момент.
