رسوخ به دنیای زیر آب با ربات‌هایی که شنا می‌کنند

در استخری کوچک در زیرزمین ساختمانی در محوطه دانشگاه واشنگتن، یکی از دانشجویان در حال هدایت یک اسباب‌بازی به شکل کوسه است که از راه دور کنترل می‌شود. در بالا و پشت اسباب‌بازی 3 ربات دیده می‌شوند که به شکل شگفت‌آوری شبیه ماهی هستند و اسباب‌بازی را تعقیب می‌کنند. هیچ کس روبوماهی‌ها را کنترل نمی‌کند. آنها به طور مستقل کوسه اسباب‌بازی را دنبال می‌کنند.

کریستی مورگانسن، استادیار هوانوردی و فضانوردی دانشگاه واشنگتن توضیح می‌دهد: «هیچ انسانی به طور مستقیم به آنها نمی‌گوید چه کنند. اینها در درونشان یک برنامه دارند که اطلاعات حسگرهای مختلف را دریافت می‌کند. این حسگرها یا روی خود ماهی‌ها نصب شده‌اند یا اطلاعاتی هستند که از طریق یک کانال بیسیم ارسال می‌شوند.»

دوربین‌هایی در گوشه‌های استخر به همراه چند کامپیوتر مختصات را ارسال می‌کنند و به ماهی‌ها موقعیت آنها و کوسه را اطلاع می‌دهند. مورگانسن می‌گوید این مرحله موقتی است و آنچه احتمالا در درازمدت اتفاق می‌افتد این است که حسگرهای پیچیده‌تر و بیشتری روی آنها نصب کنیم تا آنها بتوانند خودشان راهشان را پیدا کنند.

روبوماهی‌ها در واقع کامپیوترهای زیرآبی خودکششی هستند. آنها در گروه خودروهای زیرآبی خودمختار دسته‌بندی می‌شوند. اگرچه این گروه از خودروها از مدتی قبل برای جمع‌آوری مین‌های زیرآبی در باراندازها مورد استفاده قرار می‌گرفته‌اند، آنچه روبوماهی‌ها را منحصربه‌فرد می‌کند این است که آنها به گونه‌ای طراحی شده‌اند تا به صورت گروهی کار کنند.

این ربات‌ها به جای پروانه دارای باله‌های مکانیکی هستند. باله پشتی به عقب و جلو حرکت می‌کند و باعث می‌شود روبوماهی شبیه ماهی در حال شنا کردن به نظر بیاید. باله‌های جلویی می‌توانند کج شوند تا عمق را تغییر دهند یا حرکت کنند و ماهی را به سمت جلو ببرند.

مورگانسن می‌گوید این طرح از مزیت‌هایی برگرفته شده که طبیعت به ماهی‌ها داده است. او توضیح می‌دهد: «شما با مشکل گرفتار شدن در کلپ (جلبک دریایی) یا طناب یا ریسمان ماهیگیری مواجه نمی‌شوید. به این دلیل ساده که قطعه چرخنده ندارید. به علاوه، ماهی‌ها در فضاهای کوچک از قدرت مانور بیشتری نسبت به دستگاهی‌های ساخته شده پروانه‌دار برخوردارند.»

در حالی که به کار انداختن ربات در زیر آب به اندازه کافی مشکل است، چرا آنها می‌خواهند از چند ربات استفاده کنند؟ مورگانسن توضیح می‌دهد: «از این دستگاه‌ها برای جمع‌آوری اطلاعات، ردیابی در اقیانوس، نقشه‌برداری و کنترل باراندازها استفاده می‌شود.» در نتیجه همانند کار کردن انسان‌ها، هر چه تعداد افراد بیشتر باشد اطلاعات بیشتر و سریع‌تر به دست می‌آید. هنگام ردیابی نیز مثلا هنگامی که یک وال مهاجر ردیابی می‌شود، تعداد بیشتر ردیاب‌ها باعث تعیین بهتر مکان و عمق وال می‌شوند.

از زمان ارائه طرح اولیه، ربات‌ها به گونه‌ای ارتقا یافته‌اند که اکنون دارای حافظه همراه و بلوتوث هستند که پژوهشگران را قادر می‌سازند برنامه‌ریزی روبوماهی‌ها را از راه دور تغییر دهند.

استفاده از ربات در زیر آب همواره چالش‌های مخصوص به خود را داشته است. از آنجا که آب بسرعت سیگنال‌های رادیویی را جذب می‌کند، ربات‌های زیرآبی در گذشته یا خودمختار بودند یا در محدوده مشخصی حرکت می‌کردند.

اما مورگانسن می‌خواست که ربات‌ها هم خودمختار باشند و هم بتوانند با یکدیگر همکاری کنند. برای این کار از گیرنده‌های فرکانس پایین استفاده می‌شود. این فرکانس‌ها پایین‌تر از فرکانس موج اِی ام رادیو و بسیار پایین‌تر از فرکانس هواپیماهای کنترل شونده هستند. آب بخصوص آب شور دریا، تمام فرکانس‌های رادیویی را ضعیف می‌کند. اما فرکانس‌های پایین کمتر در معرض این تاثیر هستند.

روبوماهی‌ها عمدتا از قطعاتی ساخته شده‌اند که بسادگی در دسترس‌اند. مورگانسن می‌گوید باتری باله‌ها را می‌توان از هر فروشگاهی خرید. بدنه روبوماهی از جنس آلومینیوم است و باله‌ها از یونولیت با پوشش الیاف شیشه ساخته شده‌اند.

منبع: Ciencentral 
مترجم: صبا شرف‌الدین‌زاده