Малкольм Макивер (Malcolm MacIver) и его коллеги из Северо-западного университета (Northwestern University) создали искусственную систему электролокации, похожую на ту, что используют рыбы.
Многие морские и пресноводные рыбы могут чувствовать слабые электрические поля, а некоторые из них могут даже генерировать собственные поля на короткие промежутки времени. Всё это помогает им ориентироваться в пространстве, распознавать те или иные объекты и даже общаться с сородичами. Секреты биомеханики таких «слабо-электрических рыб» помогли бы улучшить способности роботов, которые работают под водой.
«На данный момент времени ни один подводный механизм не является достаточно манёвренным, чтобы работать на ограниченном пространстве, будь то коралловый риф или затонувший корабль, — говорит Макивер. — А манёвренность зависит не только от быстроты реагирования, но и от возможности мониторинга окружающего пространства».
Созданная исследователями система электролокации «Электросенстер» (ElectroSenster) в этом смысле — идеальный выход из положения. Правда, пока система очень громоздкая и состоит всего из одного сенсорного элемента, в то время как у рыб их тысячи.
«Электросенстер» представляет собой расположенные в противоположных углах ромба четыре электрода: два из них создают электрическое поле, два – определяют его напряжённость.
Если вокруг сенсоров нет никаких предметов, то поле ничем не искажается, и обе пары электродов выдают идентичную информацию. Если же поместить какой-либо предмет на расстоянии нескольких сантиметров, то данные начинают расходиться.
Так как позиция объекта влияет на изменение электрического поля, то компьютер, проделав серию съёмок с помощью сенсоров, может определить его положение. Такой способ позволяет определять и небольшие объекты, так как даже слабые возмущения можно уловить, просто усиливая напряжённость поля.
Чтобы провести тестирование системы, сенсоры прикрепили к руке робота, которую поместили в неглубокий резервуар с водой. Во время эксперимента сенсоры двигались вокруг закреплённой на дне сферы.
Затем испытание повторили со сферами разного размера и со сферами, сделанными как из металла, так и из пластика. Кроме того, эксперименты проводили в пресной и в солёной воде. Во всех случаях уже после 10 перемещений сенсоры определяли позицию объекта с точностью до 3 миллиметров.
На сайте разработчиков вы найдёте множество видеороликов, показывающих, как работает «Электросенстер».
Макивер мечтает о том дне, когда роботы-подводники будут покрыты множеством таких датчиков. Потому далее команда планирует создать массив аналогичных электродов и попытаться выполнить более сложные тесты — для определения размера, формы и структуры объектов.
Учёные полагают, что пройдёт много времени, прежде чем они смогут «обучить» компьютер «видеть» с помощью такой системы всё окружающее пространство. Да и нельзя забывать о том, что, хоть «Электроcенстор» и достаточно дёшев, увеличивающееся количество датчиков кардинально увеличит затраты энергии.
Кстати, узнайте о том, как конструкторы перенимали опыт мух и создавали искусственные волосы сверчка.
