อวัยวะสัมผัสของปลาสามารถปรับปรุงหุ่นยนต์ใต้น้ำ

ทีมนักวิทยาศาสตร์ที่นำโดย University of Bristol ได้ศึกษาอวัยวะสัมผัสของปลาเพื่อให้ได้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับพฤติกรรมรวม ซึ่งสามารถใช้สำหรับหุ่นยนต์ใต้น้ำได้

จุดสนใจของ การวิจัย คืออวัยวะเส้นข้างหรือที่พบในปลาไซคลิดแอฟริกาและเกือบทุกชนิดของปลา อวัยวะนี้ทำให้ปลาสามารถรับรู้ความดันของน้ำและตรวจจับปัจจัยภายนอก เช่น ปลาตัวอื่น การเปลี่ยนแปลงของกระแสน้ำ สัตว์นักล่า และอุปสรรค

ระบบเส้นข้างในปลา

ระบบเส้นข้างครอบคลุมศีรษะ ตัว และหางของปลา และประกอบด้วยกลไกสัมผัสที่เรียกว่า neuromasts ตัวรับเหล่านี้สามารถอยู่ภายในช่องใต้ผิวหนังหรือบนผิวหนัง

Elliot Scott ของภาควิชาวิศวกรรมคณิตศาสตร์ University of Bristol เป็นผู้เขียนนำของการศึกษา

“เราพยายามค้นหาว่าพื้นที่ต่างๆ ของเส้นข้าง — เส้นข้างที่ศีรษะเทียบกับเส้นข้างที่ตัว หรือประเภทต่างๆ ของหน่วยสัมผัสเส้นข้าง เช่น ที่ผิวหนัง เทียบกับที่ใต้ผิวหนัง มีบทบาทต่างกันในการที่ปลาสามารถรับรู้สิ่งแวดล้อมผ่านหัวข้อความดันสิ่งแวดล้อมได้อย่างไร” เขากล่าว

“เราทำสิ่งนี้ในแบบใหม่ โดยใช้ปลาไฮบริดที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงตามธรรมชาติ”

นักวิจัยพบว่าระบบเส้นข้างรอบศีรษะมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความสามารถของปลาที่จะว่ายน้ำเป็นฝูง การมี neuromasts ใต้ผิวหนังมากกว่าทำให้ว่ายน้ำใกล้กันมากขึ้น ในขณะที่มี neuromasts บนผิวหนังมากกว่าทำให้ว่ายน้ำแยกจากกัน

การขยายขนาดผ่านการจำลอง

กลไกเบื้องหลังของระบบเส้นข้างยังแสดงให้เห็นว่าสามารถทำงานได้ที่ขนาดใหญ่ผ่านการจำลอง ซึ่งอาจนำไปสู่การพัฒนาสื่อกดดันที่มีต้นทุนต่ำสำหรับหุ่นยนต์ใต้น้ำ โดยเฉพาะสำหรับหุ่นยนต์ฝูง ซึ่งต้นทุนเป็นปัญหาหลัก

“ผลการวิจัยเหล่านี้ทำให้เราเข้าใจว่าระบบเส้นข้างให้ข้อมูลเกี่ยวกับพฤติกรรมรวมของปลาได้ดีขึ้น ในขณะเดียวกันก็ช่วยให้เรามีการออกแบบเซ็นเซอร์กดดันที่ไม่แพงซึ่งอาจมีประโยชน์ต่อหุ่นยนต์ใต้น้ำที่ต้องเดินเรือในน้ำที่มืดหรือขุ่น” Elliot กล่าว

ทีมจะพัฒนาเซ็นเซอร์ต่อไปและรวมเข้ากับแพลตฟอร์มหุ่นยนต์เพื่อช่วยให้หุ่นยนต์เดินเรือใต้น้ำได้