Kan robotfisk finde forurening?

En gammel fisker og hans kone bor ved bredden af ​​et forurenet hav. Hver morgen, den gråskæggede lystfisker kører ud på bølgerne og kaster sit net, trækker i stadigt svindende fisker. Så en dag fanger han noget virkelig strålende:en stor fisk af skinnende guld, plettet med skalaer af safir. Hvad kan dette betyde?

Det lyder måske lidt som Alexander Pushkins "Fortællingen om fiskeren og fisken, "men dette fiktive møde kan snart være en mulighed. Kun i stedet for at tilbyde ønsker i bytte for dets frigivelse, denne gyldne fisk vil jagte kilderne til havforurening.

Udviklet af forskere ved Det Forenede Kongeriges University of Essex, flere af disse $ 30, 000 robotfisk dukker ned i farvandet ud for havnen i Gijon i det nordlige Spanien i 2012. Da de var der, robotterne begyndte at snuse ud og analysere tegn på forurening som en del af det flerårige SHOAL -forskningsprojekt finansieret af Europa -Kommissionen og koordineret af ingeniørfirmaet BMT Group Ltd.

Eksempler på denne fishy teknologi har allerede testet vandet i London Aquarium, hvor de med succes svømmede fri for menneskelig kontrol. Ud over, de tiltrak ikke opmærksomheden fra deres kød-og-blod-rovdrevne tankfæller.

Som $ 30, 000 robotfisk består udelukkende af mekaniske og elektroniske dele, det ville naturligvis ikke være den mest tilfredsstillende hajmiddag - og den gamle kvinde i Pushkins historie ville heller ikke kunne gøre meget med det i en gryderet. Den virkelige gevinst for både mennesker og fisk er robotens potentiale til at give en realtidsforståelse af havforurening.

Så hvorfor alt arbejdet med at få det til at ligne et dyr? Hvordan rapporterer fiskebotterne tilbage til forskerne, og hvorfor er hajer ikke interesserede i at tage en bid?

Svøm over til den næste side for at finde ud af det.

Forurening-sniffende bots bundet til Spanien

BMT Groups robotfisk har fået stor opmærksomhed på grund af deres miljøopgave, men du kan virkelig ikke ignorere det faktum, at de ligner og svømmer så meget som faktiske fisk. Lad dig ikke narre:Dette er ikke kun vinduesdressing til medierne. Selve deres design afhænger af biomimetiske principper.

Biomimik spiller en rolle i mange nyskabende ingeniørprojekter, men det afhænger af et ret simpelt forslag:Hvorfor spilde mange års laboratorietid på at overvinde en designhindring, når naturen allerede har slået den ud af parken? Virkelig, hvilket menneskeligt team af udviklere kan konkurrere med millioner af års evolution? Hvis du vil flyve, se på fuglene. Hvis du vil overophedes en væske eller klatre på vægge, undersøge, hvordan organismer opnår disse mål. Helt sikkert, hvis du vil skabe en energieffektiv, autonom akvatisk robot, se ikke længere end indbyggerne i havet. (Læs hvordan Biomimicry fungerer for at lære mere.)

Effektivitet var nøglen til udviklerne, fordi hver robot ikke bare skulle navigere i et undersøisk miljø alene, men også fungere i timevis med batterilevetid. Mens fastbundne fjernbetjente køretøjer (ROV'er) har vist sig uvurderlige for undersøgelser under vandet, deres klodsede designs er langt fra effektive, ofte afhængig af overfladegeneratorer og navlestreng. Heldigvis for teamet af designere ved University of Essex, energieffektivitet er en af ​​naturens specialer.

Ved at anvende den samme bevægelsesmekanik som dens organiske modstykke, robotfisken er i stand til at presse otte timers drift ud af sin batterilevetid. Når niveauerne begynder at falde, bot vender tilbage til et centralt genopladningsnav for at hvile op til den næste store dag med forureningsjagt.

Hver robotfisk snuser problemer ud med en række små kemiske sensorer, der er i stand til at detektere opløste forurenende stoffer, såvel som dem samlet på overfladen af ​​vandet. Når de gør disse opdagelser, robotterne sender hele tiden alle data tilbage til den centrale hub med ultralyd WiFi -sendere og -modtagere. Fisken kan også holde kontakten med hinanden ved hjælp af disse gadgets. Alt dette bidrager til en ekspanderende, realtidsbillede af et områdes vandbårne forurening, komplet med kemisk analyse og spor til, hvor det kan stamme fra.

Inden implementering, forskere ønskede at sikre, at robotfiskene ikke producerer støj, der kan forstyrre det naturlige miljø. De havde allerede mistanke om, at hajer ville undgå botfiskene på grund af deres elektromagnetiske felter. Hvis akvatiske spioner er en succes i Gijon, så håber forskere at udvide deres aktiviteter rundt om i verden.

Selvfølgelig, disse fisk er ikke de eneste robotter i havet. På den næste side, vi ser på nogle andre varianter af forureningssnusende undervandsautomater.

En svømmetur i det robotiske hav

Forskerne ved University of Essex er ikke de eneste mennesker, der er interesseret i at skabe biomimetik, mekanisk havliv. Det viser sig, de er ikke engang de eneste, der ønsker at slippe sådanne robotter løs på verdens vandige forureningsproblem. I dette afsnit, Vi løber gennem et par af de andre interessante robotfisk derude og ser på, hvad de kan tilbyde planeten.

Robofish: University of Washington -forsker Kristi Morgansen udviklede tre biomimetiske svømmerobotter, og selvom de ikke er så strømlinede som dem, der er forbundet med SHOAL -projektet, de praler af lignende teknologi. De kommunikerer via undervands lydbølger, handle autonomt og brug en række sensorer til at overvåge deres omgivelser. Mens robofish skal dukke op hvert 20. minut for at uploade deres indsamlede oplysninger via satellit, maskinerne, efter sigende, kunne fungere op til seks måneder ad gangen på en enkelt batteriladning [kilde:Bland]. Morgansen diskuterede indsættelse af fisken i Washington's Puget Sound for at spore hvaler og måle forurening.

Robotblæksprutte: Forskere ved Japans Osaka University byggede en robotblæksprutte. Som navnet antyder, denne mekaniske prototype bruger bølgende gummipaneler på hver side af chassiset til at manøvrere gennem vandet. Plus, dens flade krop vil give den mulighed for at komme ind i nogle af havets smallere kroge. Selvom boten ikke er langt nok til at få tildelt nogle bestemte roller endnu, designere håber at bruge det til at overvåge undervandsforhold og spejde ressourcer.

Roboctopus: Forskere fra Grækenland, Italien, Israel, Schweiz, Tyrkiet og Det Forenede Kongerige har til hensigt at bygge en robot med et blidt tryk - den bløde kærtegn af mekaniske tentakler, for at være præcis. Hver af Roboctopus 'tentakler vil indeholde fire snore, hver indeholder elektroaktive polymerer, der trækker sig sammen, når de rammes med et elektrisk felt, får tentaklet til at bøje på den eller den måde. Robotten kunne bruge disse lemmer til at gå over sarte havbundsmiljøer uden at forstyrre eller skade omgivelserne. Disse funktioner kan sætte forskere i stand til bedre at studere virkningerne af forurening på koralrevmiljøer.

Disse er ikke de eneste biomimetiske robotdesigner baseret på havliv. Andre forskere og forskerhold har kigget på hajer, havskildpadder, lampreys og forskellige fiskearter til inspiration. Hvis al forureningssnus ikke hjælper os med at beskytte vores miljø, så kan vi i det mindste se frem til en dag, hvor mekaniserede ting kaster sig og væver gennem et ellers livløst hav.

Udforsk linkene på den næste side for at lære endnu mere om robotik og miljø.

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Hvad er øko-plast?
• Sådan fungerer vandløse toiletter
• Sådan fungerer Ocean Power
• Sådan fungerer Solar Aircraft

Kilder

• Blandet, Eric. "'Talking' Robofish at svømme i Puget Sound." Discovery News. 17. juni kl. 2008. (8. juli, 2009) http://dsc.discovery.com/news/2008/06/17/robot-fish-robofish.html
• Dell'Amore, Christine. "Robotfisk til at opdage havforurening." National Geographic News. 20. marts 2009. (8. juli, 2009) http://news.nationalgeographic.com/news/2009/03/090320-robot-fish-video.html
• Liu, Jindong. "Velkommen! Essex Robotic Fish." University of Essex. 8. juli kl. 2006. http://cswww.essex.ac.uk/staff/hhu/jliua/index.htm
• Mærker, Paul. "Robotblæksprutte vil gå, hvor ingen sub er gået før." Ny forsker. 21. marts 2009. (27. maj, kl. 2009) http://www.newscientist.com/article/mg20127006.500-robot-octopus-will-go-where-no-sub-has-gone-before.html
• "Robotfisk:det seneste våben i kampen mod vandforurening." BMT Group Limited. 19. marts 2009. (8. juli, 2009) http://www.bmt.org/News/?/3/0/510
• "Blæksprutte Robot Undervandsinspektør har en unik fremdrift." Technovelgy.com. 11. november kl. 2006. (8. juli, 2009) http://www.technovelgy.com/ct/Science-Fiction-News.asp?NewsNum=815
• "Det britiske team bygger robotfisk for at opdage forurening." Reuters. 20. marts 2009. (8. juli, 2009) http://www.reuters.com/article/technologyNews/idUSTRE52J1RY20090320