Fish Sensory Organ zou onderwaterrobots kunnen verbeteren

Een team van wetenschappers onder leiding van de Universiteit van Bristol heeft een sensorisch orgaan van vissen bestudeerd om inzicht te krijgen in collectief gedrag, dat zou kunnen worden gebruikt voor onderwaterrobots.

De focus van de onderzoek was het zijlijnorgaan dat werd aangetroffen in Afrikaanse cichliden en bijna alle andere vissoorten. Met dit orgaan kunnen vissen de waterdruk nauwkeurig waarnemen en externe factoren zoals andere vissen, veranderingen in de waterstroom, roofdieren en obstakels detecteren.

Zijlijnsysteem bij vissen

Het zijlijnsysteem overspant de kop, romp en staart van vissen en bestaat uit mechanoreceptoren die neuromasts worden genoemd. Deze receptoren kunnen zich in subdermale kanalen of op het huidoppervlak bevinden.

Elliot Scott van de afdeling Engineering Mathematics van de Universiteit van Bristol was hoofdauteur van de studie.

"We probeerden erachter te komen of de verschillende gebieden van de zijlijn - de zijlijn op het hoofd versus de zijlijn op het lichaam, of de verschillende soorten sensorische eenheden van de zijlijn, zoals die op de huid, versus die eronder , verschillende rollen spelen in hoe de vis zijn omgeving kan waarnemen door middel van rubrieken over milieudruk, "zei hij.

"We hebben dit op een nieuwe manier gedaan, door hybride vissen te gebruiken, die de natuurlijke generatie van variatie mogelijk maakten."

De onderzoekers ontdekten dat het zijlijnsysteem rond de kop een aanzienlijke invloed heeft op het vermogen van de vissen om in een groep te zwemmen. Een hoger aantal subdermale neuromasts leidt tot dichterbij zwemmen, terwijl meer oppervlakte neuromasts resulteren in meer gescheiden zwemmen.

Opschaling door Simulatie 

De mechanismen achter het zijlijnsysteem bleken ook op grotere schaal te werken door middel van simulatie. Dit zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van een goedkope druksensor voor onderwaterrobotica, met name voor zwermrobotica, waar kosten een grote zorg zijn.

"Deze bevindingen bieden een beter begrip van hoe de zijlijn het schoolgedrag van vissen informeert, terwijl ze ook bijdragen aan een nieuw ontwerp van een goedkope druksensor die nuttig zou kunnen zijn op onderwaterrobots die in donkere of troebele wateren moeten navigeren, " zei Elliot.

Het team gaat nu kijken om de sensor nog verder te ontwikkelen en te integreren in een robotplatform om een ​​robot te helpen onderwater te navigeren.