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Les ingénieurs construisent le premier poisson robotisé pour suivre le rythme avec un thon

Les ingénieurs construisent le premier poisson robotisé pour suivre le rythme avec un thon

Des ingénieurs en mécanique de l'Université de Virginie, en collaboration avec des biologistes de l'Université de Harvard, ont construit le premier poisson robotisé capable d'imiter la vitesse et les mouvements d'un albacore. La recherche est une tentative de comprendre la physique de la propulsion des poissons.

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Nouvelle génération de véhicules sous-marins

Le robot s'appelle le «Tunabot» et le travail pourrait éventuellement mener à la prochaine génération de véhicules sous-marins. "Notre objectif n'était pas seulement de construire un robot. Nous voulions vraiment comprendre la science de la natation biologique", a déclaré Hilary Bart-Smith, professeur au Département de génie mécanique et aérospatial de l'UVA Engineering.

"Notre objectif était de construire quelque chose sur lequel nous pourrions tester des hypothèses en termes de ce qui rend les nageurs biologiques si rapides et efficaces."

Pour ce faire, l'équipe a d'abord examiné la dynamique de nage de l'albacore et du maquereau. Ensuite, Bart-Smith et son équipe, le chercheur Jianzhong "Joe" Zhu et Ph.D. l'étudiant Carl White, a conçu un poisson robot qui se déplaçait comme un poisson sous l'eau à des vitesses presque équivalentes et l'a comparé à de vrais poissons.

«Il y a [beaucoup] d'articles sur les robots de pêche, mais la plupart d'entre eux ne contiennent pas beaucoup de données biologiques. Je pense donc que cet article est unique par la qualité du travail robotique et des données biologiques combinées en un seul. papier », a déclaré Lauder.

"Ce qui est si fantastique avec les résultats que nous présentons dans l'article, ce sont les similitudes entre la biologie et la plate-forme robotique, non seulement en termes de cinématique de nage, mais aussi en termes de relation entre la vitesse et la fréquence des battements de queue et la performance énergétique. », A déclaré Bart-Smith.

"Ces comparaisons nous donnent confiance en notre plateforme et en sa capacité à nous aider à mieux comprendre la physique de la natation biologique."

Le Tunabot est une réplique de poisson sans yeux et sans nageoires qui est à peu près 10 pouces longue. Le robot dispose d'une attache de ligne de pêche pour maintenir le robot stable et d'une lumière laser verte pour couper sa ligne médiane.

Imiter le vrai thon

Tunabot est construit de manière à ce que, à mesure que le courant d'eau s'accélère, sa queue et son corps se déplacent selon un schéma de flexion rapide. Cela imite la façon dont nage un vrai thon albacore.

«Nous voyons dans la littérature sur la robotique des poissons jusqu'à présent qu'il existe de très bons systèmes que d'autres ont fabriqués, mais les données sont souvent incohérentes en termes de sélection et de présentation des mesures. C'est juste l'état actuel du domaine de la robotique à l'heure actuelle. Notre article sur le Tunabot est important parce que nos données de performance complètes placent la barre très haut », a déclaré White.

Lauder loue la relation entre la biologie et la robotique. «Une des raisons pour lesquelles je pense que nous avons un programme de recherche réussi dans ce domaine est la grande interaction entre les biologistes et les roboticiens», a déclaré le chercheur,

Chaque découverte dans une branche informe l'autre dans une boucle de rétroaction éducative.

«Nous ne supposons pas que la biologie a évolué vers la meilleure solution», a déclaré Bart-Smith.

«Ces poissons ont mis longtemps à évoluer vers une solution qui leur permet de survivre, en particulier, de manger, de se reproduire et de ne pas être mangé. Sans aucune contrainte par ces exigences, nous pouvons nous concentrer uniquement sur des mécanismes et des fonctionnalités qui favorisent de meilleures performances, plus vitesse, efficacité supérieure. "

Les chercheurs veulent à terme dépasser la biologie. Lauder déclare: "Notre objectif ultime est de surpasser la biologie. Comment pouvons-nous construire quelque chose qui ressemble à la biologie mais qui nage plus vite que tout ce que vous voyez là-bas dans l'océan?"

Leur article évalué par des pairs a été publié dans la revueRobotique scientifique.


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