魚の感覚器官が水中ロボットを改善できる

ブリストル大学を率いる科学者チームは、集団行動に関する洞察を得るために魚の感覚器官を研究してきました。これは、水中ロボットに使用できる可能性があります。

研究の焦点は、アフリカのシクリッド魚やほとんどの魚種に存在する側線器官でした。この器官により、魚は水圧を正確に感知し、他の魚、水流の変化、天敵、障害物などの外部要因を検出できます。

魚の側線システム

側線システムは、魚の頭、胴、尾を通って広がり、機械受容器として知られるニューロマストで構成されています。これらの受容体は、皮膚の下のチャネル内または皮膚の表面に位置することができます。

ブリストル大学のエリオット・スコットは、この研究の第一著者でした。
「私たちは、側線の異なる領域 — 頭の側線と胴の側線、または皮膚上の側線感覚単位と皮膚下の側線感覚単位 — が、魚が環境を感知する方法における異なる役割を果たしているかどうかを調べようとしました。
「私たちは、これを新しい方法で行い、自然に変異を生成するためのハイブリッド魚を使用しました。」

研究者们は、頭部周囲の側線システムが魚が群れをなして泳ぐ能力に大きな影響を与えることを発見しました。皮膚下のニューロマストの数が多いと、魚はより密集して泳ぎ、表面のニューロマストの数が多いと、魚はより離れて泳ぐことがわかりました。

シミュレーションによる拡大

側線システムのメカニズムは、シミュレーションを通じて、大規模なスケールでも機能することが示されました。これにより、特にコストが大きな懸念事項であるスウォームロボティクス向けの低コストの圧力センサーの開発につながる可能性があります。

「これらの発見は、魚の群れ行動に関する側線の理解を深めるとともに、暗いまたは濁った水を航行する必要がある水中ロボットに役立つ低コストの圧力センサーの新しい設計を提供します」とエリオットは述べました。

チームは、今後、センサーをさらに開発し、ロボットプラットフォームに統合して、ロボットが水中を航行するのを支援することを目指しています。