Орган чувств рыбы может улучшить подводных роботов

Группа ученых под руководством Университета Бристоля изучала орган чувств рыбы, чтобы получить представление о коллективном поведении, которое можно использовать для подводных роботов.

Фокус исследования был направлен на боковую линию, найденную в рыбе цихлид и几乎 всех других видов рыб. Этот орган позволяет рыбам точно чувствовать давление воды и обнаруживать внешние факторы, такие как другие рыбы, изменения потока воды, хищники и препятствия.

Система боковой линии у рыб

Система боковой линии охватывает голову, тело и хвост рыбы и состоит из механических рецепторов, известных как нейромасты. Эти рецепторы могут находиться внутри подкожных каналов или на поверхности кожи.

Эллиот Скотт из отделения инженерной математики Университета Бристоля был основным автором исследования.

«Мы пытались выяснить, играют ли разные области боковой линии — боковая линия на голове против боковой линии на теле, или разные типы боковой линии сенсорных единиц, такие как те, что находятся на коже, против тех, что находятся под ней, — разные роли в том, как рыба может чувствовать свою среду через показания давления окружающей среды», — сказал он.

«Мы сделали это новым способом, используя гибридную рыбу, что позволило естественным образом сгенерировать вариацию».

Исследователи обнаружили, что система боковой линии вокруг головы имеет значительное влияние на способность рыбы плавать в группе. Более высокое количество подкожных нейромастов приводит к более плотному плаванию, в то время как более поверхностные нейромасты приводят к более разделенному плаванию.

Масштабирование через симуляцию

Механизмы, лежащие в основе системы боковой линии, также были показаны как работающие в более крупных масштабах через симуляцию. Это может привести к разработке недорогого датчика давления для подводной робототехники, в частности для робототехники роев, где стоимость является важным фактором.

«Эти результаты обеспечивают лучшее понимание того, как боковая линия информирует поведение рыб при плавании в косяке, а также вносят вклад в разработку недорогого датчика давления, который может быть полезен для подводных роботов, которые должны ориентироваться в темных или мутных водах», — сказал Эллиот.

Теперь команда будет работать над дальнейшим развитием датчика и его интеграцией в робототехническую платформу, чтобы помочь роботу ориентироваться под водой.