Орган чувств рыбы — ключ к улучшению навигационных возможностей подводных роботов

Ученые Бристольского университета изучают органы чувств рыб, чтобы понять сигналы коллективного поведения, которые могут быть использованы в подводных роботах.

Эта работа была посвящена органу восприятия боковой линии у африканских цихлид, но встречается почти у всех видов рыб, который позволяет им воспринимать и интерпретировать давление воды вокруг себя с достаточной остротой, чтобы обнаружить внешние воздействия, такие как соседние рыбы, изменения потока воды, хищники и препятствия.

Система боковых линий обычно распределяется на голове, теле и хвосте рыбы. Он состоит из механорецепторов (нейромастов), расположенных либо в подкожных каналах, либо на поверхности кожи.

Ведущий автор Эллиот Скотт с кафедры инженерной математики Бристольского университета пояснил: «Мы пытались выяснить, играют ли различные области боковой линии — боковая линия на голове и боковая линия на теле — или различные типы сенсорных единиц боковой линии, такие как нагайка и расположенные под ней единицы, различную роль в том, как рыбы способны воспринимать окружающую среду на основе данных о давлении окружающей среды. Мы сделали это новым способом, используя гибридных рыб, что позволило нам создать естественные вариации».

Они обнаружили, что система боковой линии вокруг головы оказывает наибольшее влияние на то, насколько хорошо рыбы способны плавать в косяке: большее количество сенсорных единиц боковой линии, нейромастов, которые находятся под кожей, приводит к тому, что рыбы плавают ближе друг к другу, в то время как большее количество нейромастов на поверхности кожи приводит к тому, что рыбы плавают дальше друг от друга.

В ходе моделирования исследователи смогли показать, что механизмы, лежащие в основе функционирования боковой линии, применимы не только к крошечным чешуйкам, встречающимся у реальных рыб, но и в более крупных масштабах. Это может вдохновить на создание нового типа простого в изготовлении датчика давления для подводной робототехники, особенно для роевых роботов, где стоимость является важным фактором.

«Эти результаты позволяют лучше понять, как боковая линия влияет на поведение рыб на мелководье, и способствуют созданию новой конструкции недорогого датчика давления, который может быть полезен для подводных роботов, которым необходимо ориентироваться в темной или мутной среде», — поясняют ученые.

Теперь команда планирует продолжить разработку датчика и интегрировать его в роботизированную платформу, чтобы помочь роботу ориентироваться под водой и продемонстрировать его эффективность.

Работа опубликована в журнале Royal Society Open Science.

Эксклюзивный перевод*

Фото: Unsplash / CC0 Общественное достояние

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Имплантируемые батареи, потребляющие кислород, помогают убить рак

583 Несмотря на десятилетия исследований и десятки миллиардов долларов, потраченных на исследования и лечение во …