물고기 감각 기관이 수중 로봇을 개선할 수 있다

브리스톨 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 다른 물고기 종에서 발견되는 측선 기관이었다. 이 기관은 물고기가 물 압력을 정확하게 감지하고 다른 물고기, 물 흐름의 변화, 포식자, 장애물과 같은 외부 요인을 감지할 수 있도록 한다.

물고기의 측선 시스템

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

브리스톨 대학교 공학 수학부의 Elliot Scott는 이 연구의 주요 저자였다.

“우리는 측선의 다른 영역, 즉 머리의 측선과 몸의 측선, 또는 피부上的 감각 단위와 피부 아래의 감각 단위와 같은 다양한 유형의 측선 감각 단위가 환경을 감지하는 물고기의 능력에서 서로 다른 역할을 하는지 여부를 알아보려고 했다”고 그는 말했다.

“우리는 이 작업을 새로운 방식으로 수행했으며, 자연스럽게 변이를 생성할 수 있는 하이브리드 물고기를 사용했다.”

연구자들은 물고리의 머리 주변의 측선 시스템이 물고기가 집단으로 헤엄치는 능력에 상당한 영향을 미친다는 것을 발견했다. 피부 아래의 신경 수용기가 더 많으면 더 가까이 헤엄치고, 표면의 신경 수용기가 더 많으면 더 분산된 헤엄을 친다.

시뮬레이션을 통해 확대

측선 시스템의 메커니즘은 시뮬레이션을 통해 더 큰 규모에서 작동하는 것으로 나타났다. 이는 수중 로봇틱스, 특히 비용이 주요 관심사인 스웜 로봇틱스에 대한 저렴한 압력 센서의 개발로 이어질 수 있다.

“이 발견은 물고기의 측선이 집단 행동에 미치는 영향에 대한 더 나은 이해를 제공하며, 또한 어두운 또는 탁한 물에서 항해해야 하는 수중 로봇에서 유용할 수 있는 저렴한 압력 센서의 새로운 설계를 기여한다”고 Elliot은 말했다.

팀은 이제 센서를 더욱 개발하고 로봇 플랫폼에 통합하여 로봇이 수중에서 항해하는 것을 도와줄 것이다.