Ученые предложили необычный способ ориентирования под водой — с помощью «усов», как у тюленей. Новое исследование показывает, что движение вибрисс может помочь роботам находить объекты по оставленным ими водным следам. О результатах экспериментов рассказывает публикация в журнале Flexible Electronics.
Как тюлени находят добычу в темноте
Тюлени давно известны своей способностью охотиться даже в мутной воде и полной темноте. Вместо зрения они используют особый тип чувствительности — улавливают малейшие колебания воды, оставленные движущимися объектами. Это явление называется гидродинамическим восприятием. Приемником сигналов служат усы (вибриссы), похожие на кошачьи, но «заточенные» на работу в жидкой сред.
Новое исследование показало, что важную роль играет не только форма усов, но и их активное движение. Ученые установили, что вибриссы могут фиксировать «следы» — вихри и потоки воды, которые сохраняются после проплыва рыбы или другого потенциально съедобного объекта.
Роботы с «усами» вместо сонара
Инженеры решили воспроизвести этот природный механизм. Они создали сенсоры, имитирующие усы тюленей, и встроили их в роботизированные системы.
Такие устройства оказались способны:
- Улавливать слабые движения воды или воздуха;
- Отслеживать путь движущихся объектов;
- Работать без излучения собственных сигналов с минимальными энергозатратами/
В отличие от сонара, который посылает звуковые волны и может мешать морским животным, новая технология действует пассивно и практически бесшумно. По словам исследователей, подобные сенсоры могут сделать роботов более энергоэффективными и экологичными.
Где это пригодится
Разработка может найти применение:
- В конструкциях подводных дронов гражданского и военного назначения;
- При исследовании океанской фауны;
- В подводных работах, связанных плохой или нулевой видимостью или сложным донным рельефом.
В перспективе аналогичные «усы» планируют использовать и на наземных роботах — для ориентации в темноте, запыленности или задымлении.
Интересные факты
Следы в воде могут сохраняться десятки секунд и даже минуты, позволяя хищникам «читать» прошлые движения добычи. Рыбы используют похожий биологический механизм — боковую линию, которая тоже чувствует колебания воды.
Ранее эксперименты показывали, что тюлени способны следовать извилистому следу длиной в десятки метров даже с завязанными глазами.
Недавно ученые выяснили, где живут «нерпы-обжоры» и почему их сытая жизнь скоро может закончиться.