Новости

Новости

17 мая 2023, 00:10

Наука

Чужой среди "своих": зачем ученые хотят подружить рыб и копирующих их роботов

Исследователи из Китайского сельскохозяйственного и Пекинского университетов исследовали взаимодействие живых рыб с рыбоподобными роботами. Опубликованные результаты экспериментов показывают, что морские обитатели не видят большой разницы между сородичами и машинами. С подробностями – научный обозреватель Николай Гринько.

Фото: depositphotos/ots-photo

Ученые давно поняли, что мать-природа намного опередила любую инженерную мысль. Эволюция создала уникальные живые "механизмы", которые работают экономичнее, надежнее, эффективнее, чем любые человеческие изобретения.

На практике это приводит к любопытному эффекту: чем совершеннее робот, созданный людьми, тем больше он напоминает одушевленное существо. И это происходит не потому, что инженеры слепо копируют достижения эволюции, а потому, что миллионы лет "технических испытаний" смогли выявить оптимальные параметры, к которым изобретатели пытаются приблизиться.

Мало того, природа и сама повторяет собственные разработки, применяя принцип copy-paste к самым разным видам. Это называется конвергентной эволюцией. Самый яркий ее пример – живые существа, обитающие в водной среде. Для быстрого передвижения в их условиях больше всего подходит форма рыбы – вытянутое обтекаемое тело, движитель-хвост и плавники.

Эта конструкция идеальна, лучше нее ничего не придумать. Потому такой формой тела обладают и рыбы (от кильки до акулы), и птицы, ведущие полуводный образ жизни (пингвины), и млекопитающие (киты, дельфины, тюлени). Неудивительно, что и роботам, предназначенным для передвижения в водной среде, придают ту же форму.

Китайские инженеры уже несколько лет конструируют подводные дроны: их используют для контроля состояния сельскохозяйственных водоемов. Все это время они наблюдают интересное явление: рыбы, обитающие в прудах и реках, активно интересуются плавающими роботами.

Фото: 123RF/aguspriantosuryani

В конце концов группа под руководством профессора Пекинского университета Цзюньчжи Ю решила исследовать этот эффект. Для экспериментов ученые создали роботов, имитирующих карпов кои – довольно крупных декоративных рыб яркой раскраски. Механическая часть состояла из двух сервомоторов, сгибающих эластичный корпус и хвостовой плавник. Роботов помещали в большие аквариумы с живыми карпами и наблюдали, как меняется их поведение в их присутствии.

Ученые варьировали параметры эксперимента: меняли количество дронов и живых рыб, а также скорость передвижения и общую активность механических сородичей. Результаты получились достаточно интересными. Если в аквариуме оказывался один робот и один живой карп, водный обитатель чаще всего вообще никак не реагировал на механизм. Еще хуже обстояли дела, если одной рыбе приходилось соседствовать с двумя дронами. В таком случае карп замирал в углу и не двигался.

Если в аквариуме находилось около десятка рыб и один-два робота, то живые существа проявляли сдержанное любопытство. Но лучше всего работала схема "две рыбы – один робот". В этом случае карпы активно интересовались дроном и целенаправленно следовали за ним. Кроме того, выяснилось, что больше всего им любопытно, когда робот двигает хвостом с высокой частотой и низкой амплитудой.

По мнению исследователей, в будущем можно будет использовать таких дронов для управления поведением живых рыб: водить их на нерест безопасными путями, оберегать от гибели в сбросах плотин, а также загонять в сети для промышленного рыболовства. Кроме того, ученые полагают, что было бы неплохо исследовать взаимодействие других обитателей планеты с роботами.

Вероятно, в будущем машины смогут "выдавать себя за своих", мимикрируя под самых разных существ, чтобы изучать их поведение. Поэтому когда-нибудь в пролетающей стае уток можно будет обнаружить одну-две роботизированные птицы, а за пасущимся оленьим стадом будет приглядывать их электронный собрат. Надеемся, что роботы со временем не заменят животных полностью.

Хотя...

закрыть
Обратная связь
Форма обратной связи
Прикрепить файл

Отправить

закрыть
Яндекс.Метрика