Ratowanie prawdziwej ryby za pomocą drukowanej robota ryb 3D

"Roboty rybne mają ważne zastosowania w prawdziwym życiu", powiedział Roni Barak Ventura, doktorant w dziedzinie inżynierii mechanicznej w Tandon School of Engineering. "W warunkach laboratoryjnych repliki są wykorzystywane do dostarczania kontrolowanych bodźców do badania zachowania prawdziwych żywych ryb. Ponieważ robot ryba staje się coraz bardziej podobny do swojego żywego odpowiednika, zarówno pod względem wyglądu i zachowania, to może zacząć zastępując prawdziwą rybę w doświadczeniach, które mogą oszczędzić życie zwierzęce.”

To nie jedyny sposób, że robot ryba może uratować prawdziwe życie ryb. Robotów, które są oparte na zebra ryb, w rzeczywistości może być używany do sterowania prawdziwy zebra ryby z dala od niebezpiecznych środowiskach.

„W naturze roboty ryby mogą być potencjalnie wykorzystane do kierowania ławice ryb z dala od niebezpieczeństw, takie jak wycieki ropy ", powiedział Ventura. „I oczywiście, będąc robotów, zrobotyzowany ryba jest użytecznym narzędziem w edukacji STEM, inspirując ludzi w każdym wieku, aby dowiedzieć się o nauce i technice”.

Naukowcy z różnych środowisk zebrali się, by stworzyć roboty ryby

„prowadzone przez profesora Maurizio Porfiri Laboratorium dynamiczne Systems składa się z ludźmi z wielu różnych dziedzin, w tym inżynierów, matematyków, biologów i psychologów,” powiedział Ventura. "Posiadanie tak zróżnicowanej grupy pozwala nam prowadzić interesujące badania obejmujące szerokie dziedziny naukowe."

Aby stworzyć rybę robota, naukowcy wykorzystali połączenie druku 3D i elektroniki z półki.

"Ponieważ chcemy, aby nasze produkty przekładały się na codzienne życie, staramy się używać podstawowych, niedrogich materiałów" - mówi Ventura. "Używamy prostych napędów, takich jak silniki krokowe i serwosilniki. Do detekcji używamy prostych kamer internetowych i łączymy je z MATLAB lub innym oprogramowaniem komputerowym. Morfologia robotów jest bardzo ważna w naszych badaniach. Często używamy modeli replik 3D do druku z użyciem plastiku ABS. Kiedy próbujemy naśladować rozmiar i fakturę, stosujemy również formy silikonowe. Wszystkie roboty są oczywiście nietoksycznymi kolorami. Mamy kilka podejść do kontrolowania systemów, które projektujemy. Niektóre roboty są kontrolowane przez iDevices przez Bluetooth lub przez RFM i Wi-Fi. W przypadku większych platform, które wymagają złożonego ruchu i obliczeń, używamy komputera. "

Istnieją dwa różne podejścia do kontrolowania ruchu ryb: jednym jest umożliwienie im poruszania się niezależnie od prawdziwych ryb, oraz drugim jest śledzenie i naśladowanie rzeczywistościryby.

"Generalnie używamy dwóch paradygmatów sterowania: pętli otwartej i pętli zamkniętej. W konfiguracjach w otwartej pętli platforma robotyczna manewruje repliką niezależnie od prawdziwych ryb w akwarium, na podstawie trajektorii opartych na danych lub matematycznych modeli pływania ryb "- wyjaśnia Ventura. "W konfiguracjach z zamkniętą pętlą kamera rejestruje pozycję ryby. Wtedy wewnętrzne oprogramowanie przejmuje położenie ryby i odpowiednio realizuje trajektorie behawioralne. "

Nie jest to jednak łatwe.

" Bardzo trudno jest pracować ze zwierzętami ponieważ ich zachowanie jest stochastyczne i wysoce nieprzewidywalne "- powiedział Ventura. "Replikacja ich zachowania i ruchu jest specyficzna dla każdego gatunku i jest niezwykle trudna do uchwycenia."

Badania są obiecujące, a Ventura zaprezentuje je 12 czerwca podczas Atlantic Design and Manufacturing Show, który jest częścią ogromnego wydarzenia Advanced Manufacturing New York. Sesja Ventury będzie się nazywać "Uczenie się od natury: mechanicy za robotycznym zoo". Będzie miała zbiornik z robotyczną rybą zebry, aby zademonstrować.