Nelle barriere coralline il pesce robot del MIT nuota accanto a quelli veri

Un team del MIT ha creato 'SoFi', un pesce robot che può nuotare indipendentemente, insieme agli altri pesci, nell'oceano a una profondità di oltre 15 metri

Realizzato in gomma siliconica, il pesce robot “SoFi” di CSAIL potrebbe consentire uno studio più attento della vita acquatica.

Qualche mese fa gli scienziati hanno divulgato rari filmati(1) di uno degli squali più strani dell'Artico. I risultati dimostrano che, anche con molti progressi tecnologici, negli ultimi anni, rimane un compito impegnativo documentare da vicino la vita marina. Ma gli informatici del MIT credono di avere una possibile soluzione: usare i robot.

Un team del MIT’s Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL)(2) ha messo a punto 'SoFi', un pesce robot che può nuotare indipendentemente insieme agli altri pesci nell'oceano. Durante le immersioni di prova nella 'Rainbow Reef' alle Fiji, 'SoFi' ha nuotato a una profondità di oltre 15 metri per un massimo di 40 minuti alla volta, gestendo agilmente le correnti, scattando foto e girando video ad alta risoluzione con un obiettivo fisheye.

La sua coda ondulata conferisce al robot una capacità unica di controllare la propria galleggiabilità: 'SoFi' può nuotare in linea retta, girare e tuffarsi su o giù. Il team ha anche utilizzato un controller Super Nintendo impermeabilizzato e sviluppato un sistema di comunicazioni acustiche personalizzato che ha permesso loro di cambiare la velocità di 'SoFi' e far compiere movimenti e svolte specifici.

“A nostra conoscenza, questo è il primo pesce robotico in grado di nuotare senza tregua in tre dimensioni per lunghi periodi di tempo”, afferma il candidato al dottorato CSAIL Robert Katzschmann,(3) autore principale del nuovo articolo pubblicato su Science Robotics. “Siamo entusiasti della possibilità di poter utilizzare un sistema come questo per avvicinarsi alla vita marina”. Katzschmann ha lavorato al progetto e ha scritto la ricerca con la regista CSAIL Daniela Rus, lo studente laureato Joseph DelPreto e l'ex postdoc Robert MacCurdy, che ora è un assistente professore presso l'Università del Colorado a Boulder.

Come funziona

I veicoli subacquei autonomi esistenti (AUV) sono stati tradizionalmente legati alle barche o alimentati da eliche ingombranti e costose. Al contrario, 'SoFi' ha una configurazione molto più semplice e leggera, con una singola telecamera, un motore e la stessa batteria ai polimeri di litio che si trova nei comuni smartphone. Per far nuotare il robot, il motore pompa acqua in due camere a palloncino situate nella coda del pesce che funzionano come un gruppo di pistoni in un motore. Man mano che una camera si espande, si piega e si flette su un lato; quando gli attuatori spingono l'acqua verso l'altro canale, quest'ultimo si piega e si flette nell'altra direzione.

Queste azioni alternate creano un movimento che imita il movimento di un vero pesce. Modificando i suoi schemi di flusso, il sistema idraulico consente diverse manovre di coda che si traducono in una gamma di velocità di nuoto. Questo meccanismo permette al robot di mantenere una velocità media di circa metà della lunghezza del corpo al secondo.

“Gli autori mostrano una serie di risultati tecnici nella fabbricazione, alimentazione e resistenza all'acqua che consentono al robot di muoversi agilmente”, asserisce la dottoressa Cecilia Laschi, docente di biorobotica presso la Scuola di Studi Avanzati Sant'Anna di Pisa, Italia.(4) “Un robot come questo può aiutare a esplorare la scogliera più da vicino rispetto ai robot attuali, sia perché può avvicinarsi più sicuro nella barriera corallina, sia perché può essere meglio tollerato dalle specie marine”.

Il progetto fa parte di un più ampio lavoro di CSAIL incentrato su 'robot soft', che hanno le caratteristiche idonee per essere più sicuri, robusti e più agili rispetto ai loro omologhi corposi. I 'robot soft' sono in molti modi più facili da controllare rispetto ai robot rigidi, poiché i ricercatori non devono preoccuparsi del rischio di collisione.

I prossimi obiettivi impegneranno il team a migliorare 'SoFi': Katzschmann prevede di aumentare la velocità del pesce migliorando il sistema di pompaggio e modificando il design del suo corpo e della sua coda. I ricercatori hanno in programma di utilizzare, entro breve tempo, la telecamera di bordo per consentire a 'SoFi' di imitare automaticamente un vero pesce e di costruire altri 'SoFi' da mettere a disposizione dei biologi con lo scopo di studiare come i pesci rispondono ai diversi mutamenti nel loro habitat.

Questo progetto è stato supportato dalla National Science Foundation.(5)

Riferimenti:

(1) The World’s Most Ancient, Elusive Sharks Were Finally Caught on Video

(2) MIT’s Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL)

(3) Robert Katzschmann

(4) Cecilia Laschi

(5) National Science Foundation

Autore: Edoardo Capuano / Foto: MIT

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