Maleńkie ryby-roboty mogą zmienić sposób ratowania oceanu [wideo]

Naukowcy z Harvard's Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering stworzyli zestaw podwodnych robotów, imitujących ryby. Boty potrafią autonomicznie nawigować i znajdować się nawzajem, współpracując przy wykonywaniu zadań lub po prostu spokojnie tworząc ławice.

Tak jak powietrzne drony okazują się przydatne w przemyśle, podwodne drony mogą zrewolucjonizować ekologię, żeglugę i inne obszary, w których stała obecność pod wodą jest pożądana, ale trudna.

W ciągu ostatnich kilku lat pojawiły się interesujące nowe autonomiczne pojazdy podwodne (AUV), skuteczne do pływania po otwartych wodach, ale nie do przedzierania się np. przez zakamarki rafy koralowej.

Florian Berlinger, Melvin Gauci i Radhika Nagpal, wszyscy współautorzy nowego artykułu opublikowanego w Science Robotics, postanowili naśladować nie tylko kształt ryby, ale także sposób, w jaki współpracuje ona ze swoimi pobratymcami.

Zainspirowany widokiem ławic ryb podczas nurkowania, Nagpal podjął pytanie: „Jak stworzyć sztuczne czynniki, które mogą zademonstrować tego rodzaju zbiorową spójność, w której cała grupa w działa w sposób tak skoordynowany?

Odpowiedzią jest Blueswarm - kolekcja małych „Bluebots”, wydrukowanych w 3D "ryb", z płetwami zamiast śrub i kamerami zamiast oczu. Chociaż ciężko pomylić je z rzeczywistymi rybami, są one znacznie mniej przerażające dla zwykłej ryby niż metalowy dron z obracającą się głośno śrubą. Blueboty naśladują również innowacje natury w zakresie bioluminescencji, świecąc diodami LED w sposób, w jaki niektóre ryby i owady porozumiewają się z innymi. Impulsy LED zmieniają się i dostosowują w zależności od pozycji każdego bota i wiedzy o jego sąsiadach.

Korzystając z kamer i fotosensora na samym przedzie bota, podstawowych ruchów pływackich i diod LED, Blueswarm automatycznie organizuje się w zachowania grupowe podczas pływania, ustanawiając prosty wzór „frezowania”, który uwzględnia nowe boty, gdy dołączają do ławicy pod dowolnym kątem.

Roboty mogą również współpracować przy prostych zadaniach, takich jak szukanie czegoś. Jeśli grupa otrzyma zadanie znalezienia czerwonej diody LED w zbiorniku, w którym się znajduje, każdy z nich może poszukiwać jej niezależnie, ale gdy jeden z botów ją znajdzie, zmienia swoją własną diodę LED, aby zaalarmować i wezwać pozostałych.

Nietrudno wyobrazić sobie zastosowania tej technologii. Roboty te mogłyby bezpiecznie zbliżyć się do raf i innych naturalnych elementów bez alarmowania życia morskiego, monitorować ich stan zdrowia lub szukać określonych obiektów, które mogłyby wykryć ich kamery. Mogłyby także kręcić się pod dokami i statkami, sprawdzając kadłuby skuteczniej niż pojedynczy statek. Może nawet przydadzą się w poszukiwaniach i ratownictwie.

- Dzięki tym badaniom nie tylko budujemy bardziej zaawansowane kolektywy robotów, ale także poznajemy inteligencję zbiorową w przyrodzie. Ryby podczas pływania w ławicach muszą zachowywać się zgodnie z jeszcze prostszymi wzorcami niż nasze roboty. Ta prostota jest tak piękna, ale trudna do odkrycia - powiedział Berlinger. - Inni badacze już się do mnie zwrócili, aby wykorzystać moje Blueboty jako surogaty ryb do biologicznych badań nad pływaniem i ławicami ryb. Fakt, że przyjmują Bluebota wśród swoich ryb laboratoryjnych, bardzo mnie cieszy.