Μπορεί σε λίγα χρόνια ένα «ψάρι» που περνά δίπλα από έναν δύτη να μην είναι ψάρι; Η εξέλιξη της βιομιμητικής ρομποτικής κάνει ένα τέτοιο σενάριο όλο και λιγότερο επιστημονική φαντασία.
Ερευνητές του Ομοσπονδιακού Πανεπιστημίου του Καζάν στη Ρωσία ανέπτυξαν ένα νέο μαθηματικό μοντέλο με στόχο τη δημιουργία υποβρύχιων ρομπότ που δεν θα κινούνται με τις γνωστές προπέλες, αλλά θα μιμούνται τον τρόπο με τον οποίο κολυμπούν τα ψάρια. (World Energy News)
Η μεγάλη διαφορά: το νερό έχει… «μνήμη»
Το ιδιαίτερα ενδιαφέρον στοιχείο της έρευνας είναι αυτό που οι επιστήμονες αποκαλούν «μνήμη του ρευστού».
Όταν ένα σώμα κινείται μέσα στο νερό, η προηγούμενη κίνησή του δημιουργεί ροές που εξακολουθούν να επηρεάζουν τις επόμενες κινήσεις του. Η νέα μαθηματική προσέγγιση επιχειρεί να υπολογίσει ακριβώς αυτή την επίδραση. Οι ερευνητές ενσωματώνουν μεταξύ άλλων τη λεγόμενη δύναμη Basset, η οποία συνδέεται με το ιστορικό της κίνησης του σώματος μέσα στο ρευστό. (en.iz.ru)
Με απλά λόγια, το ρομπότ πρέπει να «γνωρίζει» όχι μόνο πώς κινεί τώρα το πτερύγιό του, αλλά και τι έχει προκαλέσει στο νερό η αμέσως προηγούμενη κίνησή του.
Γιατί πτερύγια και όχι προπέλες;
Η προπέλα είναι αποτελεσματική, αλλά ένα ψάρι διαθέτει κάτι διαφορετικό: μπορεί να επιταχύνει, να στρίψει, να σταματήσει και να αλλάξει κατεύθυνση με εξαιρετική ακρίβεια.
Η αντιγραφή αυτής της κίνησης θα μπορούσε να δημιουργήσει υποβρύχια ρομπότ πολύ πιο ευέλικτα και, κυρίως, πολύ πιο αθόρυβα. (World Energy News)
Αυτό ακριβώς είναι το μεγάλο στοίχημα της βιομιμητικής: αντί ο άνθρωπος να εφεύρει από την αρχή έναν μηχανισμό κίνησης, μελετά μια λύση που η εξέλιξη έχει βελτιστοποιήσει επί εκατομμύρια χρόνια.
Από τα ναυάγια μέχρι τους αγωγούς και τα καλώδια
Οι πιθανές εφαρμογές είναι πολλές. Ρομποτικά ψάρια θα μπορούσαν να εξερευνούν τον βυθό, να καταγράφουν θαλάσσια οικοσυστήματα χωρίς τον θόρυβο μιας συμβατικής μηχανής, να πλησιάζουν κοπάδια και άλλα θαλάσσια είδη, αλλά και να επιθεωρούν υποθαλάσσιους αγωγούς, καλώδια και εγκαταστάσεις.
Θα μπορούσαν επίσης να φτάνουν σε σημεία επικίνδυνα για δύτες, να εξετάζουν ναυάγια και να πραγματοποιούν μακρόχρονες αποστολές συλλογής επιστημονικών δεδομένων. (World Energy News)
Και βεβαίως υπάρχει η στρατιωτική διάσταση
Η δυνατότητα ενός μικρού υποβρύχιου οχήματος να κινείται αθόρυβα και διακριτικά δεν μπορεί παρά να έχει και αμυντικό ενδιαφέρον.
Ένα τέτοιο σύστημα θα μπορούσε μελλοντικά να χρησιμοποιηθεί για επιτήρηση θαλάσσιων περιοχών ή υποβρύχιων υποδομών και γενικότερα σε αποστολές όπου η χαμηλή ακουστική υπογραφή αποτελεί πλεονέκτημα. Αυτό είναι πιθανή εφαρμογή της τεχνολογίας και όχι κάτι που οι ερευνητές παρουσιάζουν ως ήδη επιχειρησιακό σύστημα.
Το μεγάλο πρόβλημα είναι η ενέργεια
Για να περάσουν όμως τα «ρομποτικά ψάρια» από το εργαστήριο στη θάλασσα, πρέπει να λυθεί ένα κρίσιμο ζήτημα: η αυτονομία.
Κάθε κίνηση των πτερυγίων πρέπει να παράγει όσο το δυνατόν μεγαλύτερη ώση με τη μικρότερη δυνατή κατανάλωση ενέργειας. Γι’ αυτό οι επιστήμονες μελετούν με μαθηματική ακρίβεια τη συχνότητα και το εύρος της κίνησης, τις υδροδυναμικές δυνάμεις και την αλληλεπίδραση του σώματος με το νερό. (eng.kpfu.ru)
Η ομάδα του Καζάν αναφέρει μάλιστα ότι η θεωρία μπορεί να βρει εφαρμογές πέρα από τα ρομποτικά ψάρια: σε υποβρύχια και εναέρια μη επανδρωμένα οχήματα, σε εγκαταστάσεις κυματικής ενέργειας, σε υπεράκτιες πλατφόρμες, ακόμη και σε συστήματα μικροηλεκτρονικής και βιοϊατρικής. (eng.kpfu.ru)
Η φύση είχε βρει τη λύση πολύ πριν από εμάς
Χρησιμοποιήστε τα πλήκτρα βέλους πάνω και κάτω για να αλλάξετε το μέγεθος του πίνακα του πλαισίου meta box.
Χρησιμοποιήστε τα πλήκτρα βέλους πάνω και κάτω για να αλλάξετε το μέγεθος του πίνακα του πλαισίου meta box.
Ίσως αυτό είναι και το πιο γοητευτικό στοιχείο της ιστορίας.
Για περισσότερο από έναν αιώνα ο άνθρωπος προσπάθησε να κατασκευάζει ολοένα καλύτερες προπέλες για να κινείται κάτω από το νερό. Τώρα η επιστήμη στρέφεται σε έναν μηχανισμό που υπήρχε στους ωκεανούς εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια πριν εμφανιστεί η πρώτη ανθρώπινη μηχανή: την ουρά και τα πτερύγια ενός ψαριού.
Και ίσως το υποβρύχιο drone του μέλλοντος να μη μοιάζει καθόλου με υποβρύχιο. Να μοιάζει απλώς με ένα ψάρι που κολυμπά.
Πηγές: World Energy News, Kazan Federal University, Izvestia. (World Energy News).
