تطوير روبوتات بحرية بتقنية مستلهمة من مستشعرات الأسماك
طور باحثون نوعا جديدا من الروبوتات تعمل بتقنية مستلهمة من مستشعرات أعضاء الأسماك (الأعضاء الحسية) تتيح لها العمل في أعماق البحار.
وركزت الدراسة التي أجراها الباحثون في جامعة بريستول البريطانية، على عضو استشعار الخط الجانبي الموجود في الأسماك وتحديدا في أسماك البلطي الأفريقي.
وجدت الدراسة أنه يمكن ابتكار أسراب من الروبوتات قادرة على التنقل تحت الماء في بيئات مظلمة وغامضة تكافح فيها أنظمة الاستشعار التقليدية؛ عبر مستشعر ضغط رخيص يحاكي الأعضاء الحسية في الأسماك.
وذكرت الدارسة أن هذا العضو الحسي الذي يمتد من رأس السمكة مرورا بجسمها ثم ذيلها؛ يساعد الأسماك على الشعور بالضغط وتفسير البيئة المحيطة بها.
وأوضحت أن هذا العضو لديه درجة عالية من الحساسية بحيث يمكن الأسماك من اكتشاف التأثيرات الخارجية، مثل الأسماك المجاورة، والتغيرات في تدفق المياه، الحيوانات المفترسة القريبة والعقبات.. وغيرها.
ويتكون هذا العضو الحسي لدى السمكة من وحدات حسية تسمى الخلايا العصبية وهي تكون إما داخل قنوات تحت الجلد وإما على سطح الجلد.
وقال إليوت سكوت المؤلف الرئيس للدراسة وعضو في قسم الرياضيات الهندسية في جامعة بريستول: "كنا نحاول معرفة ما إذا كانت المناطق المختلفة للخط الجانبي (الرأس الجسم- الذيل)، أو وجود الوحدات الحسية تحت الجلد أم على سطحه، تلعب أدوارًا مختلفة في كيفية قدرة الأسماك على الإحساس ببيئتها من خلال قراءات الضغط البيئي".
وجد الباحثون أن نظام الخط الجانبي حول رأس السمكة له التأثير الأكبر على مدى قدرة الأسماك على السباحة في مجموعة أو في المياه الضحلة.
إضافة إلى ذلك، عندما يتم العثور على العديد من الخلايا الوحدات الحسية تحت الجلد، فإن الأسماك تميل إلى السباحة قرب بعضها بعضا، أما لو كانت على الجلد فهذا يعني أن الأسماك سوف تسبح على الأرجح بعيدًا عن بعضها.
وانتقل الباحثون بعد ذلك إلى خطوة المحاكاة لتوضيح كيف يمكن تطبيق الآليات الكامنة وراء عمل الخط الأخير في كل من الحالات الأصغر ، مثل مجموعات الأسماك، وعلى المقاييس الأكبر.
وأكد الباحثون أنه يمكن محاكاة هذه الآليات باستخدام نوع من مستشعرات الضغط سهل التصنيع للروبوتات تحت الماء.
سيساعد المستشعر هذه الروبوتات على التنقل في البيئات المظلمة أو المظلمة التي تكافح معها أنظمة الاستشعار التقليدية.
وقال إليوت إن هذه النتائج توفر فهما أفضل لكيفية عمل الخط الجانبي بإرسال إشارات تتعلق بسلوك الأسماك في المياه الضحلة.
وأضاف أن هذه النتائج تسهم أيضا في تصميم جديد لمستشعر ضغط غير مكلف يمكن أن يكون مفيدًا للروبوتات تحت الماء التي يتعين عليها التنقل في البيئات المظلمة".
ويخطط الفريق البحثي الذي قام بالدراسة لمواصلة تطوير هذا المستشعر ودمجه في نهاية المطاف في منصة روبوتية لإثبات فعاليته.
