Ученые изучают движения рыб, чтобы улучшить подводных роботов

рыба в аквариуме

Чтобы создать более совершенных роботов, исследователи из факультета машиностроения Университета штата Пенсильвания ищут вдохновение в одном невероятном животном: рыбе.

«По сути, мы хотим изучить движение в жидкостях, изучая, как плавают рыбы, а затем использовать эти фундаментальные знания для оптимизации плавания роботов», сказал Бо Ченг, доцент кафедры машиностроения Университета штата Пенсильвания.

Ченг и Асок Рэй, профессор факультета машиностроения, будут выступать в качестве главных исследователей в попытке разработать био-платформу для роботов-рыб, а также соответствующий алгоритм обучения, необходимый для управления и оптимизацией их перемещений в подводной среде.

Ченг и Рэй над этим проектом будут работать в сотрудничестве с Университетом Хьюстона и Университетом Вирджинии. Как сообщает Университет штата Пенсильвания, исследователи из Хьюстонского университета разработают эластичную кожу, усыпанную датчиками, которые затем будут собирать данные о потоке и давлении, пока робот движется в воде.

Между тем исследователи из Университета Вирджинии будут изучать физику жидкости и ее соответствующее влияние на структуру робота.

По словам Ченга, данные из Хьюстона и Вирджинии будут использованы для улучшения робота, который они создают в Пенсильвании, что сделает его по-настоящему совместным проектом.

Например, роботизированная платформа Университета штата Пенсильвания будет использовать датчики, разработанные Хьюстоном, для обнаружения близлежащих объектов и соответствующей корректировки траектории. В то же время они будут использовать данные из Вирджинии для оптимизации стратегии управления движением робота в жидкости.

«Благодаря этому сотрудничеству ключевая проблема, которую мы надеемся понять, — это фундаментальная природа взаимодействия жидкости и структуры в контексте подводного передвижения, исследуемого как биологически вдохновленная киберфизическая система», сказал Ченг.

Ченг в более раннем заявлении отметил, что результаты их исследований будут иметь потенциал для улучшения биологически вдохновленной робототехники, которая сможет собирать больше информации в неглубокой мутной подводной среде, где использование визуальных и гидролокационных систем может оказаться затруднительным.

«Эта идея вдохновлена тем, что могут делать животные», заявил Ченг, отметив, что рыба может воспринимать даже самые незначительные изменения давления, например, рыбака, бросающего удочку на поверхность воды.

Как отмечается в отчете Университета штата Пенсильвания, проект будет финансироваться в течение трех лет программой NSF Cyber-Physical Systems (CPS), которая поддерживает обширные исследования систем, ориентированных на бесшовную интеграцию вычислительных и физических компонентов.

«Работа действительно в духе CPS, она объединяет физические проблемы передвижения в воде и то, как различные системы внутри робота воспринимают, контролируют и учатся», сказал Рэй.

По словам Ченга и Рэя, глубоко погрузившись в физику передвижения рыб, они надеются сделать открытия, которые повлияют на новое понимание развития робототехники.

Например, по словам исследователей, их исследования могут помочь улучшить поисково-спасательные операции в океане и в замкнутых подводных средах или даже помочь в разработке наноразмерных технологий, которые могут обеспечить лечение путем плавания в кровеносных сосудах.

Плыть в будущее?

Это не первое творение, вдохновленное рыбами, которое произвело фурор в сфере робототехники.

Лаборатория компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института (CSAIL), например, в 2018 году представила SoFi — мягкую роботизированную рыбу, которая может самостоятельно плавать вместе с настоящей рыбой в океане; в то время как исследователи из Корнельского университета в Нью-Йорке в начале прошлого года создали робота-крылатку, питающегося искусственной кровью.

SoFi, по словам его создателей, может использоваться для отслеживания неуловимых существ в глубинах океана, что упрощает для людей документирование исчезающих видов, не подвергая их ненужному стрессу.

«Робот способен внимательно наблюдать и взаимодействовать с морскими обитателями и, похоже, не беспокоит настоящую рыбу», сказала Даниела Рус из CSAIL.

С другой стороны, робот Корнельского университета будет использоваться для проверки возможности использования жидких батарей, которые в будущем можно будет использовать для питания различных типов машин.

Источник: newswise.com/articles/researchers-explore-fish-movement-to-enhance-underwater-robots

Эта запись опубликована в Пятница, 15 января, 2021 - 11:43. Вы можете оставить комментарий.

 
 

Оставить комментарий

 

Внимание! Ваш комментарий будет опубликован только после проверки на спам.

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :schu: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :njam: :mrgreen: :lol: :laila: :idea: :grin: :gaf: :foto: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: