Ученые уже давно обращаются к природе в поисках вдохновения и инновационных решений. Но отношения эти всегда имели однобокий характер – до сих пор люди безраздельно пользовались преимуществами открытий, подсказанными природой. А что если попытаться поработать в двухстороннем порядке – сочетать человеческую изобретательность и мудрость природы для защиты исчезающих видов или экосистем? Маурицио Порфирий, доцент кафедры машиностроения политехнического института Нью-Йоркского университета, на один шаг приблизился к этой цели, работая над исследованием социального поведения рыб. Выводы Порфирия привели его к созданию серии биологических роботов, которые способны помочь в деле сохранения и защиты морских обитателей.

Ученый начал свои исследования, заинтересовавшись тем, как рыбы приобретают необходимый им опыт, а также чем руководствуются в данном процессе в зависимости от принадлежности к определенным группам рыбьего мира. И, как выяснилось, при обучении рыбы используют весьма развитую систему обмена информацией друг с другом, а свои решения принимают на основе целого ряда факторов, в том числе отслеживая и анализируя сигналы, поступающие от других рыб. «Изучая эти сигналы, мы можем узнать, какую вообще «выучку» признают те или иные особи, что именно влияет на их дальнейшее поведение и на основе чего происходит выбор лидера в группе», - говорит Порфирий.

Исследователь утверждает, что если добиться влияющего руководства со стороны внешнего члена – в данном случае, робота, который становится активным участником группы – он может влиять на подражательное поведение рыб. В конечном итоге это может оказаться спасительным преимуществом для морских обитателей в случае разлива нефти, утечек химических веществ или других стихийных бедствий. Порфирий также предусматривает возможность уводить рыб от антропогенных опасностей, например таких, как турбины.

Автор исследований провел испытания в динамических системах, и с помощью механики, современных материалов и подводной робототехники смог создать роботов-лидеров – механических рыб, выглядят которые и не особенно реалистично, однако являются отличными пловцами. При запуске в среду стайных рыб, эти роботы эффективно влияли на подражательное поведение оригиналов. Порфирий доказывает, что одним из секретов способности роботов успешно влиять на решения реальных рыб заключается в их мимикрических характеристиках, которые аналогичны живым прототипам.

На данный момент это первое поколение рыб-роботов, способных плавать в горизонтальной плоскости, а вот будущие поколения уже смогут и нырять, и всплывать к поверхности. Путем лабораторных наблюдений Порфирий и его команда в дальнейшем планирует отслеживать разнообразие моделей взаимодействия между группами стайных рыб и подводных роботов, утверждая, что поведение группы может быть изменено роботами.

Источник: www.underwatertimes.com