Ryby jaskynnej jaskyne inšpirujú systém snímania pre autonómne podvodné vozidlá

Anonim

Ryby jaskynnej jaskyne inšpirujú systém snímania pre autonómne podvodné vozidlá

veda

Ben Coxworth

14. decembra 2012

3 obrázky

Slepá jaskyňa rýb, ktorá sa dostala pod vodou pod vodou (Foto: Frank Vassen)

Už ste sa niekedy opýtali, ako môžu ryby tak ľahko nájsť cestu v temnej vode? No väčšina z nich používa niečo, čo sa nazýva ich bočná línia - rad vlasových buniek na každej strane ich tela, ktoré zisťujú zmeny tlaku vody spôsobené pohybom, alebo voda prúdiaca okolo objektov. Vedci z Singapurskej technickej univerzity Nanyang a MIT kopírovali bočné línie slepých jaskynných rýb v umelo vytvorenom systéme, ktorý umožňuje autonómnym podvodným vozidlám (AUV) navigovať presnejšie a efektívnejšie.

Zvyčajne AUV používajú kamery, sonar alebo podvodný akustický polohovací systém. Kamery však nie sú vo veľkej miere použiteľné v temnej vode - a veľa svetových vodných telies je temné. Sonar a akustika sú v takýchto situáciách lepšie, ale hardvér môže byť drahý a zdanený na batériách AUV.

Naproti tomu snímače inšpirované rybou na slepé jaskyne môžu byť údajne vyrobené za menej ako 100 USD za pole a používajú malú energiu. Navyše neprodukujú počuteľné sonary "pings", ktoré môžu byť škodlivé pre vodné živočíchy.

Namiesto toho systém používa pole pozostávajúce z dvoch radov piatich senzorov (áno, vieme, že na obrázku sú štyri riadky - pravdepodobne sú to dve spojené matice). Každý senzor meria len 1, 8 x 1, 8 mm a pozostáva z mikroskopického senzorického stĺpca obklopeného hydrogélom, ktorý sa ohýba so zmenami tlaku vody. V kombinácii s počítačovým systémom videnia, súbory naznačujú, že Nanyang 's AUVs vytvárajú 3D obrazy blízkych objektov a mapujú ich okolie.

Okrem ich použitia v AUV bolo tiež navrhnuté, aby senzory mohli nájsť použitie na vojenských ponorkách, ktoré nechcú oznámiť svoju prítomnosť nepriateľom prostredníctvom sonar pings.

Vedci už vytvorili dve verzie senzorového poľa. Jedným z nich je piezoelektrická verzia, ktorá vytvára vlastné napätie cez prietok vody cez snímače, zatiaľ čo druhá je piezoelektrická verzia, ktorá dokáže detekovať ponorené objekty aj vtedy, keď sa voda, ktorá sa tečie okolo nich, sotva pohybuje.

Ďalší vedľajší riadok inšpirovaný snímač pod vodou je vyvinutý vedcami z University of Illinois a Northwestern University.

Zdroj: Technologická univerzita Nanyang

Slepá jaskyňa rýb, ktorá sa dostala pod vodou pod vodou (Foto: Frank Vassen)

(Zľava) PhD študent Kottapalli Ajay Giri Prakash, doc. Profesor Miao Jianmin a výskumný asistent Mohsen Asadniaye Fard Jahromi

Súbor senzorov