جهاز الحس العصبي في الأسماك يمكن أن يحسن الروبوتات تحت الماء

فريق من العلماء بقيادة جامعة بريستول كان يدرس جهاز الحس العصبي في الأسماك من أجل الحصول على رؤى حول السلوك الجماعي، والذي يمكن استخدامه في الروبوتات تحت الماء.

كان التركيز في البحث على جهاز الخط الجانبي الموجود في أسماك السيشليد الأفريقية و几乎 جميع أنواع الأسماك الأخرى. هذا الجهاز يسمح للأسماك بالشعور بدقة بالضغط المائي والكشف عن العوامل الخارجية مثل الأسماك الأخرى، وتغييرات في تدفق الماء، والمنافس، والموانع.

نظام الخط الجانبي في الأسماك

ينتشر نظام الخط الجانبي على رأس وجسم وذيل الأسماك ويتكون من المستقبلات الميكانيكية المعروفة باسم Neuromasts. يمكن أن توجد هذه المستقبلات داخل القنوات تحت الجلد أو على سطح الجلد.

إليوت سكوت من قسم الرياضيات الهندسية بجامعة بريستول كان المؤلف الرئيسي للدراسة.

“كنا نحاول معرفة ما إذا كانت المناطق المختلفة من الخط الجانبي – الخط الجانبي على الرأس مقابل الخط الجانبي على الجسم، أو أنواع مختلفة من وحدات الحس الجانبي مثل تلك الموجودة على الجلد، مقابل تلك الموجودة تحتها، تلعب أدوارًا مختلفة في كيفية تمكن الأسماك من الشعور ببيئتها من خلال رؤوس الضغط البيئية،” قال.

“لقد فعلنا ذلك بطريقة جديدة، من خلال استخدام أسماك هجينة، مما سمح بالتوليد الطبيعي للتنوع.”

وجد الباحثون أن نظام الخط الجانبي حول الرأس له تأثير كبير على khảية الأسماك للسباحة في مجموعة. يؤدي عدد أكبر من المستقبلات تحت الجلد إلى سباحة أكثر قربًا، بينما تؤدي المستقبلات السطحية إلى سباحة أكثر انفصالًا.

توسيع النطاق من خلال المحاكاة

أظهرت أيضًا آليات نظام الخط الجانبي أنها تعمل على مستويات أكبر من خلال المحاكاة. هذا يمكن أن يؤدي إلى تطوير مستشعر ضغط منخفض التكلفة لروبوتات تحت الماء، خاصة في روبوتات السرب، حيث يكون التكلفة هو مشكلة رئيسية.

“توفّر هذه النتائج فهمًا أفضل لكيفية تأثير الخط الجانبي على سلوك التجمّع في الأسماك، بينما يساهم أيضًا في تصميم جديد لمستشعر ضغط رخيص يمكن أن يكون مفيدًا في روبوتات تحت الماء التي يجب أن تتنقل في مياه مظلمة أو غائمة،” قال إليوت.

سيعمل الفريق الآن على تطوير المستشعر بشكل أكبر وتكاملها في منصة روبوتية لمساعدة الروبوت على التنقل تحت الماء.