В этом месяце ученые опубликовали редкие кадры одной из самых неуловимых акул Арктики. Полученные результаты показывают, что даже с учетом технологических достижений последних лет довольно сложной задачей остается документирование морской жизни. Но ученые MIT полагают, что у них есть возможное решение: использование роботов.
Команда из Лаборатории компьютерной науки и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (CSAIL) представила SoFi — роботизированную рыбу, которая может самостоятельно плавать вместе с реальными обитателями океанских глубин.
Во время тестовых погружений на Радужном Рифе на Фиджи робот SoFi плавал на глубинах более 15 метров в течение 40 минут, проворно справляясь с течением и снимая фотографии и видео с высоким разрешением, используя объектив типа «рыбий глаз».
Используя свой волнообразный хвост и уникальные плавучие возможности, SoFi может плавать по прямой линии, поворачивать, погружаться или всплывать. Команда также использовала водонепроницаемый контроллер Super Nintendo и разработала специальную акустическую систему связи, которая позволила им изменять скорость SoFi и менять траекторию передвижения.
«Насколько нам известно, это первая роботизированная рыба, которая может плавать в трех измерениях в течение такого продолжительного периода времени, - говорит представитель CSAIL, кандидат наук Robert Katzschmann. - Мы очень рады возможности использовать такую систему, чтобы приблизиться к морской жизни».
Существующие автономные подводные аппараты (АПА) традиционно привязываются к лодкам или питаются от громоздких и дорогих пропеллеров. В отличие от этого SoFi имеет намного более легковесную конструкцию с одной камерой, двигателем и той же литиево-полимерной батареей, что и в потребительских смартфонах. Во время движения мотор попеременно нагнетает воду в две воздушно-шаровые камеры в хвосте робо-рыбы. Когда одна камера наполняется водой и расширяется, она сгибается и разгибается в одну сторону; когда приводы подают воду в другую камеру, она также изгибается и разгибается в другом направлении.
Эти чередующиеся действия создают движение из стороны в сторону, которое имитирует движение реальной рыбы. Изменяя структуру потока, гидравлическая система позволяет выполнять различные маневры хвоста, что приводит к диапазону скоростей плавания со средней скоростью около половины длины тела в секунду.
Вся задняя половина рыбы изготовлена из силиконовой резины и гибкого пластика, а несколько компонентов сделаны на 3D-принтере, включая голову рыбы, которая содержит всю электронику. Чтобы уменьшить вероятность просачивания воды в робота, команда наполнила голову небольшим количеством детского масла, так как это жидкость, которая не будет сжиматься от изменений давления во время погружений.
Действительно, одной из самых больших проблем команды было заставить SoFi плавать на разных глубинах. У робота есть два горизонтальных плавника на каждой стороне, а также «модули контроля плавучести», которые позволяют рыбе погружаться, всплывать и двигаться в любом направлении.
В качестве следующих шагов команда будет работать над некоторыми улучшениями SoFi. В частности планируется увеличить скорость рыбы за счет улучшения насосной системы и настройки конструкции тела и хвоста. Также планируется добавление функции автоматического следования за живым объектом, чтобы изучить, как рыба реагирует на различные изменения в своей среде.
Комментарии
(0) Добавить комментарий