Роборыба с акустическим управлением подберется к морской фауне поближе

Robert K. Katzschmann et al. / Science Robotics, 2018

Инженеры создали роборыбу, которая может передвигаться на глубине до 18 метров, двигая хвостом подобно настоящим рыбам. Робот управляется акустическими сигналами с операторского пульта, принимаемыми через гидрофон и может записывать поведение фауны с помощью встроенной камеры. Разработчики протестировали устройство на коралловом рифе и отметили, что настоящие рыбы не боятся его, даже когда робот подплывает ближе, чем на метр, сообщается в журнале Science Robotics.

Обычно для исследования морских животных на небольшой глубине аквалангисты ныряют с камерами или другими приборами и самостоятельно занимаются съемкой. Но данные, полученные таким путем, могут не совпадать с реальным поведением фауны без присутствия человека рядом, поэтому инженеры разрабатывают для таких исследований рыбоподобных роботов, которые не отпугивают настоящих рыб. Тем не менее, и у таких разработок часто есть существенные недостатки, например, большинство из них используют для движения гребные винты или водометные двигатели, создающие сильные шумы и турбулентность, что может отпугивать животных. Также они требуют соединения с оператором по кабелю из-за плохого распространения радиосигнала в воде.

Инженеры под руководством Даниелы Рус (Daniela Rus) из Массачусетского технологического института создали роборыбу с видеокамерой, которая перемещается похожим на настоящих рыб способом и управляется с пульта. Рыба двигается за счет гидравлического хвоста, состоящего из двух камер. Во время движения небольшой насос попеременно подает в камеры воду и тем самым заставляет их надуваться, изгибая всю конструкцию в ту или иную сторону. Помимо этого у роборыбы есть по два горизонтальных плавника и модули контроля плавучести, за счет которых она может передвигаться в любом направлении. Для наблюдения за настоящими рыбами в носовой части робота установлена камера с широкоугольным объективом, видео с которой можно загрузить после плавания.

Инженеры смогли решить и одну из главных проблем подводных роботов — связь с ними. Поскольку радиосигналы быстро поглощаются водой, разработчики решили использовать акустическую связь. Для этого они установили в роботе и пульте управления гидрофоны. Они обмениваются акустическими импульсами на частотах 30 и 36 килогерц, это логические единица и ноль. Передаваемые данные сообщают об основных параметрах состояния рыбы и командах от оператора. Пульт управления представляет собой герметичный корпус, в котором установлен одноплатный компьютер Raspberry Pi, аккумулятор, геймпад от игровой приставки, гидрофон и несколько компонентов для предварительной обработки сигналов.

Разработчики протестировали рыбу на коралловом рифе возле острова Фиджи в южной части Тихого океана. Во время тестов робот погружался на глубину до 18 метров. В отдельных случаях на глубине 1,8 метра робот уплывал от оператора на 21 метр и доля успешно принятых сигналов составила 97 процентов. Создатели робота отмечают, что во время этих заплывов робот несколько раз подплывал к настоящим рыбам на расстояние менее метра, но не отпугивал их. Инженеры считают, что робота смогут использовать исследователи для изучения взаимодействия рыб между собой.


В прошлом году китайско-американская группа инженеров создала искусственный аналог рыбы-прилипалы. Подобно настоящей рыбе устройство имеет присоску, которая может создавать пониженное давление и прилипать к разным поверхностям с силой, в 340 раз превышающей собственный вес.

Григорий Копиев

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.