Європейські дослідники створили робота, який володіє бічною лінією - унікальним органом почуттів у риб. Завдяки цьому підводна робототехніка виходить на абсолютно новий рівень розвитку.
Одна з відмінних риб (а також личинок земноводних) - це наявність унікального органу почуттів - бічної лінії. Рецептори бічної лінії називаються невромастами, кожен з них складається з групи волоскових клітин, що знаходяться на шкірі тварини або під нею в каналах. Ці клітини здатні сприймати коливання хвиль, що лежать в низькочастотному діапазоні, і відстежувати розподіл тиску і поля швидкостей у воді. Така сейсмосенсорна система бере участь у найважливіших формах поведінки: харчування, розмноження, захисна та міграційна поведінка. Абсолютно сліпі печерні риби взагалі орієнтуються тільки завдяки бічній лінії, а зрячі покладаються на неї в повній темряві. Бічна лінія допомагає рибам вловити найдрібніші коливання води і зрозуміти, де видобуток, а бички з її допомогою можуть знаходити джерело коливань навіть у донному субстраті.
Ось би навчити робота почуватися «як риба у воді», подумала чотири роки тому професор робототехніки Мааря Круусмаа з Таллінського Технологічного університету і зібрала міжнародну команду дослідників FILOSE (Robotic FIsh LOcomotion and Sensing - Локомоція і сприйняття риби робота), до якої увійшли фахівці з Естонії, Латвії, Італії та Великобританії. Перед командою стояла мета: створити рибу-робота, яка могла б повністю імітувати ті рухи, що робить риба. Але для цього риба-робот повинна володіти бічною лінією. Виявилося, що наявність такого сенсору виводить підводну робототехніку на принципово новий рівень, оскільки звертає недоліки в переваги.
"При управлінні моделями зміни руху води вважалися в робототехніці перешкодою, яка збиває моделі з курсу. А ми показали, що потоки і коливання води є не перешкодою, а джерелом інформації, яка дозволяє краще контролювати робота. Якщо ми зрозуміємо динаміку руху води, то такі коливання можуть бути і джерелом енергії для підводного об'єкта ", - розповідає Круусмаа.
Справа в тому, що робот здатний економити енергію, знаходячи сприятливі місця в потоці. Він виявляє напрямок потоку, може плисти проти течії або навпаки, триматися в ньому, щоб рухатися з його швидкістю так само, як це роблять риби або автомобілісти, прилаштовуючись в гонці за лідером. А недовговічність елементів живлення для автономних підводних апаратів - одна з важливих проблем.
Прообразом риби-робота стала райдужна форель - її форму і розміри тіла (близько 50 см у довжину) має і силіконово-електронний робот, уздовж тіла якого розташовані крихітні штучні датчики для контролю перепадів тиску води при русі. Оскільки ми не маємо подібного почуття, то навіть не маємо відповідного слова, щоб описати те, що по ідеї повинна відчувати риба. Дослідники придумали новий термін - «flowscape» (від англійських слів flow - течія і scape - пейзаж) для опису тих змін, які відчуває риба за допомогою бічної лінії.
Експерименти з плином показали, що риба-робот може економити енергію шляхом знаходження енергетично сприятливих ділянок у потоці води або займати таке положення, що виникаючі водяні вихори допомагають штовхати робота вперед. Роботи також можуть плисти проти течії або дрейфувати.
Крім бокової лінії, риба-робот має й інші сенсори: вона вміє вимірювати температуру води, визначати її хімічний склад та інші параметри. У майбутньому таких роботів планується використовувати для моніторингу найрізноманітніших водойм, лише налаштувавши необхідні параметри під певні умови.
Риба-робот могла б також стати в нагоді вченим як лабораторна тварина. Це, до речі, сьогодні досить перспективна тема в робототехніці. Не так давно японські інженери створили робокрису, яка допомагає моделювати різні ситуації в дослідах зі справжніми щурами. Ось і роботизована риба, яка вміє рухатися як справжня, допоможе у вивченні поведінки і фізіології мешканців підводного світу, вважають вчені.