Czy ryby-roboty mogą znaleźć zanieczyszczenie?

Stary rybak i jego żona mieszkają na brzegu zanieczyszczonego morza. Każdego ranka siwobrody wędkarz pływa na falach i zarzuca sieć, wciągając coraz mniejsze zaciągi ryb. Aż pewnego dnia łapie coś naprawdę olśniewającego: wielką rybę z błyszczącego złota, nakrapianą szafirowymi łuskami. Co to może oznaczać?

Może to brzmieć trochę jak „Opowieść o rybaku i rybie” Aleksandra Puszkina, ale to fikcyjne spotkanie może wkrótce stać się możliwe. Tylko zamiast składać życzenia w zamian za uwolnienie, ta złota rybka będzie polować na źródła zanieczyszczenia oceanów.

Opracowany przez naukowców z Uniwersytetu w Essex w Wielkiej Brytanii, kilka z tych 30 000 $ robotycznych ryb zanurkowało do wód w pobliżu portu Gijon w północnej Hiszpanii w 2012 roku. Tam roboty zaczęły węszyć i analizować oznaki zanieczyszczenia w ramach wieloletniego Projekt badawczy SHOAL finansowany przez Komisję Europejską i koordynowany przez firmę inżynierską BMT Group Ltd.

Przykłady tej rybiej technologii przetestowały już wody Londyńskiego Akwarium, gdzie z powodzeniem pływały bez kontroli człowieka. Ponadto nie przyciągnęły uwagi swoich drapieżnych towarzyszy z krwi i kości.

Ponieważ robotyczna ryba za 30 000 dolarów składa się wyłącznie z części mechanicznych i elektronicznych, oczywiście nie byłaby to najbardziej satysfakcjonująca kolacja z rekinem – ani starsza kobieta z opowieści Puszkina nie byłaby w stanie zrobić z nią zbyt wiele w gulaszu. Prawdziwą korzyścią zarówno dla ludzi, jak i ryb, jest potencjał robota do zapewniania wiedzy na temat zanieczyszczenia oceanów w czasie rzeczywistym.

Więc po co tyle pracy, żeby wyglądało jak zwierzę? W jaki sposób ryboboty informują naukowców i dlaczego rekiny nie są zainteresowane ugryzieniem?

Przejdź do następnej strony, aby się dowiedzieć.

Zrobotyzowane ryby BMT Group cieszą się dużym zainteresowaniem ze względu na ich misję środowiskową, ale naprawdę nie można ignorować faktu, że wyglądają i pływają tak bardzo jak prawdziwe ryby. Nie daj się zwieść: to nie tylko ozdoba dla mediów. Sam ich projekt zależy od zasad biomimetycznych.

Biomimikra odgrywa rolę w wielu nowatorskich projektach inżynierskich, ale opiera się na dość prostej propozycji: po co marnować lata laboratoryjnego czasu na próby pokonania przeszkód projektowych, skoro natura już wyrzuciła je z parku? Naprawdę, jaki ludzki zespół programistów może konkurować z milionami lat ewolucji? Jeśli chcesz latać, spójrz na ptaki. Jeśli chcesz przegrzać płyn lub wspiąć się po ścianach, przestudiuj, jak organizmy osiągają te cele. Oczywiście, jeśli chcesz stworzyć energooszczędnego, autonomicznego robota wodnego, nie szukaj dalej niż mieszkańcy oceanu. (Przeczytaj Jak działa biomimikra, aby dowiedzieć się więcej.)

Wydajność była kluczowa dla twórców, ponieważ każdy robot musiał nie tylko samodzielnie poruszać się w środowisku podwodnym, ale także pracować przez wiele godzin na baterii. Chociaż zdalnie sterowane pojazdy na uwięzi (ROV) okazały się nieocenione w eksploracji podwodnej, ich niezgrabne konstrukcje są dalekie od wydajności, często zależne od generatorów powierzchniowych i pępowiny. Na szczęście dla zespołu projektantów z Uniwersytetu w Essex efektywność energetyczna jest jedną ze specjalności natury.

Wykorzystując tę ​​samą mechanikę ruchu, co jej organiczny odpowiednik, zrobotyzowana ryba jest w stanie wycisnąć z baterii osiem godzin pracy. Kiedy poziomy zaczynają spadać, bot wraca do centralnego punktu ładowania, aby odpocząć przed kolejnym wielkim dniem polowania na zanieczyszczenia.

Każda zrobotyzowana ryba wyszukuje kłopoty za pomocą szeregu maleńkich czujników chemicznych zdolnych do wykrywania rozpuszczonych zanieczyszczeń, a także tych zgromadzonych na powierzchni wody. Dokonując tych odkryć, roboty nieustannie przesyłają wszystkie dane z powrotem do centralnego koncentratora z ultradźwiękowymi nadajnikami i odbiornikami WiFi. Ryby mogą również utrzymywać ze sobą kontakt za pomocą tych gadżetów. Wszystko to składa się na rozszerzający się obraz zanieczyszczenia wody w danym obszarze w czasie rzeczywistym, wraz z analizą chemiczną i wskazówkami, skąd może ono pochodzić.

Przed wdrożeniem naukowcy chcieli upewnić się, że ryby-roboty nie wytwarzają hałasu, który mógłby zakłócać środowisko naturalne. Podejrzewali już, że rekiny będą unikać ryb-botów ze względu na ich pola elektromagnetyczne. Jeśli wodni szpiedzy odniosą sukces w Gijon, naukowcy mają nadzieję na rozszerzenie swojej działalności na cały świat.

Oczywiście te ryby nie są jedynymi robotami w morzu. Na następnej stronie przyjrzymy się kilku innym odmianom podwodnych automatów wykrywających zanieczyszczenia.

Naukowcy z Uniwersytetu w Essex nie są jedynymi osobami zainteresowanymi tworzeniem biomimetycznego, mechanicznego życia morskiego. Jak się okazuje, nie tylko oni chcą wyzwolić takie roboty na światowym problemie zanieczyszczenia wody. W tej sekcji omówimy kilka innych interesujących ryb-robotów i przyjrzymy się, co mogą zaoferować planecie.

Robofish: Kristi Morgansen, naukowiec z University of Washington, opracował trzy biomimetyczne roboty pływackie i chociaż nie są one tak usprawnione, jak te związane z projektem SHOAL, mogą pochwalić się podobną technologią. Komunikują się za pośrednictwem podwodnych fal dźwiękowych, działają autonomicznie i wykorzystują szereg czujników do monitorowania otoczenia. Podczas gdy roboryby muszą wynurzać się co 20 minut, aby przesłać zebrane informacje przez satelitę, maszyny mogą działać do sześciu miesięcy na jednym ładowaniu baterii [źródło: Bland ]. Morgansen omówił rozmieszczenie ryb w Puget Sound w Waszyngtonie w celu śledzenia wielorybów i pomiaru zanieczyszczenia.

Robotyczna kałamarnica: Naukowcy z japońskiego Uniwersytetu w Osace zbudowali robota kałamarnicę. Jak sama nazwa wskazuje, ten mechaniczny prototyp wykorzystuje pofalowane gumowe panele z każdej strony podwozia do manewrowania w wodzie. Dodatkowo, jego płaska obudowa pozwoli mu wejść do niektórych węższych zakamarków oceanu. Chociaż bot nie jest jeszcze wystarczająco rozwinięty, aby przypisać mu konkretne role, projektanci mają nadzieję, że wykorzysta go do monitorowania warunków podwodnych i poszukiwania zasobów.

Roboctopus: Naukowcy z Grecji, Włoch, Izraela, Szwajcarii, Turcji i Wielkiej Brytanii zamierzają zbudować robota z delikatnym dotykiem – a dokładniej miękką pieszczotą mechanicznych macek. Każda z macek Roboctopusa będzie zawierać cztery sznury, z których każdy zawiera elektroaktywne polimery, które kurczą się po uderzeniu w pole elektryczne, powodując, że macka wygina się w ten czy inny sposób. Robot mógłby używać tych kończyn do chodzenia po delikatnych środowiskach dna oceanicznego bez zakłócania lub uszkadzania otoczenia. Cechy te mogą umożliwić naukowcom lepsze badanie wpływu zanieczyszczenia na środowisko rafy koralowej.

To nie jedyne projekty robotów biomimetycznych oparte na życiu morskim. Inni naukowcy i zespoły badawcze szukały inspiracji w rekinach, żółwiach morskich, minogach i różnych gatunkach ryb. Jeśli węszenie wszystkich zanieczyszczeń nie pomoże nam chronić naszego środowiska, to przynajmniej możemy spodziewać się dnia, w którym zmechanizowane rzeczy zatopią się i będą tkać przez pozbawione życia morze.

Zapoznaj się z linkami na następnej stronie, aby dowiedzieć się jeszcze więcej o robotyce i środowisku.

Powiązane artykuły

Źródła