Органы чувств рыбы — ключ к улучшению навигационных навыков подводных роботов

Ученые во главе с Бристольским университетом изучают сенсорный орган рыбы, чтобы понять сигналы коллективного поведения, которые можно использовать на подводных роботах.

Эта работа была сосредоточена вокруг органа чувств боковой линии у африканских цихлид, но обнаруженного почти у всех видов рыб, который позволяет им ощущать и интерпретировать давление воды вокруг себя с достаточной остротой, чтобы обнаруживать внешние воздействия, такие как соседние рыбы, изменения в потоке воды. , хищники и препятствия.

Система боковой линии в целом распределена по голове, туловищу и хвосту рыбы. Он состоит из механорецепторов (нейромастов), которые находятся либо в подкожных каналах, либо на поверхности кожи.

Ведущий автор Эллиотт Скотт с факультета инженерной математики Бристольского университета объяснил: «Мы пытались выяснить, различаются ли разные области боковой линии — боковая линия на голове и боковая линия на теле, или разные типы Сенсорные единицы боковой линии, такие как те, что на коже, и те, что под ней, играют разные роли в том, как рыба может ощущать окружающую среду посредством показаний давления окружающей среды.

«Мы сделали это по-новому, используя гибридную рыбу, что позволило создать естественные вариации».

Они обнаружили, что система боковой линии вокруг головы оказывает наиболее важное влияние на то, насколько хорошо рыба может плавать в стае. Между тем, наличие большего количества сенсорных единиц боковой линии, невромастов, которые находятся под кожей, приводит к тому, что рыба подплывает ближе. вместе, в то время как большее присутствие невромастов на коже, как правило, приводит к тому, что рыбы плавают дальше друг от друга.

В моделировании исследователи смогли показать, как механизмы, лежащие в основе работы боковой линии, применимы не только к крошечным масштабам, характерным для настоящих рыб, но и к более крупным масштабам. Это может вдохновить на создание нового типа простого в изготовлении датчика давления для подводной робототехники, особенно робототехники роя, где стоимость является важным фактором.

Эллиотт сказал: «Эти результаты позволяют лучше понять, как боковая линия влияет на поведение рыбы при стайке, а также вносят свой вклад в новую конструкцию недорогого датчика давления, который может быть полезен для подводных роботов, которым приходится ориентироваться в темных или темных условиях».

Теперь команда планирует доработать датчик и интегрировать его в роботизированную платформу, чтобы помочь роботу перемещаться под водой и продемонстрировать свою эффективность.

Статья опубликована в Открытая наука Королевского общества.