물고기 감각 기관이 수중 로봇을 개선할 수 있다

ブリストル 대학교를 이끄는 과학자 팀은 집단 행동에 대한 통찰력을 얻기 위해 물고기 감각 기관을 연구해 왔으며, 이는 수중 로봇에 사용될 수 있다.

연구의 초점은 아프리카 시클리드 물고기와 거의 모든 물고기 종에서 발견되는 측선 기관이었다. 이 기관은 물고기가 물의 압력을 정확하게 감지하고 다른 물고기, 물 흐름의 변화, 포식자, 장애물과 같은 외부 요인을 감지할 수 있도록 한다.

물고기에서의 측선 시스템

측선 시스템은 물고기의 머리, 몸,尾을 덮고 있으며, 기계 수용기라고 알려진 신경 수용기를 포함한다. 이러한 수용기는 피부 아래의 통로 내에 있거나 피부 표면에 있을 수 있다.

ブリストル 대학교의 엔지니어링 수학부의 엘리엇 스콧은 이 연구의 주요 저자였다.

“우리는 측선의 다른 영역, 즉 머리의 측선과 몸의 측선, 또는 피부上的 측선 감각 단위와 피부 아래의 측선 감각 단위와 같은 측선 감각 단위의 유형이 물고기가 환경을 통해 압력을 감지하는 방식에서 다른 역할을 하는지 알아보려고 했다”고 그는 말했다.

“이것은 혼합 물고기를 사용하여 자연스럽게 변이를 생성할 수 있는 새로운 방법으로 수행되었다”고 그는 말했다.

연구자들은 물고기의 머리 주변의 측선 시스템이 물고기가 집단으로 헤엄치는 능력에 상당한 영향을 미친다는 것을 발견했다. 피부 아래의 신경 수용기가 더 많은 경우 더 가까운 거리에서 헤엄치고, 피부 표면의 신경 수용기가 더 많은 경우 더 분산된 거리에서 헤엄친다.

시뮬레이션을 통해 확대

측선 시스템의 메커니즘은 시뮬레이션을 통해 더 큰 규모에서 작동하는 것으로 나타났다. 이는 수중 로봇틱스, 특히 비용이 주요 문제인 스웜 로봇틱스에서 저렴한 압력 센서를 개발할 수 있을 것이다.

“이 발견은 물고기에서 측선이 집단 행동을 어떻게 알리는지에 대한 더 나은 이해를 제공하며, 또한 어두운 또는 흐린 물에서 항해해야 하는 수중 로봇에서 유용할 수 있는 저렴한 압력 센서의 새로운 설계에 기여한다”고 엘리엇은 말했다.

팀은 이제 센서를 더욱 발전시키고 로봇이 수중에서 항해하는 것을 도와주는 로봇 플랫폼에 통합하기 위해 노력할 것이다.