Venendo alle barriere coralline: sciami di Bluebot

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Venendo alle barriere coralline: sciami di Bluebot

Bluebot in scala

Immagine: Gruppo di ricerca sui sistemi auto-organizzanti.

Gli scienziati dell'Università di Harvard negli Stati Uniti hanno sviluppato banchi di pesci robotici in grado di coordinare i loro movimenti senza alcun controllo esterno.

Sperano che la svolta consenta lo sviluppo di “sciami” sottomarini di robot in miniatura attrezzati per svolgere compiti di monitoraggio ambientale, soprattutto in ambienti fragili come le barriere coralline. Affermano anche che i loro “Bluebot” consentono una migliore comprensione del comportamento dei banchi di pesci.

I banchi di pesci utilizzano complessi comportamenti sincronizzati per aiutarli a trovare cibo, migrare e sfuggire ai predatori, afferma il team, ma non si affidano ai segnali dei leader o alla comunicazione tra di loro. Invece, ogni pesce prende le proprie decisioni in base a ciò che vede fare ai suoi vicini.

Gli scienziati hanno applicato questo principio alla robotica per quella che dicono sia la prima volta e hanno creato quello che chiamano un “Blueswarm” composto da singoli Bluebot nel laboratorio della professoressa Radhika Nagpal.

“I robot vengono spesso impiegati in aree inaccessibili o pericolose per l’uomo; aree in cui l’intervento umano potrebbe non essere nemmeno possibile”, afferma il primo autore dello studio Florian Berlinger della Harvard John A Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) e del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering.

“In queste situazioni, è davvero vantaggioso avere uno sciame di robot altamente autonomo e autosufficiente. Utilizzando regole implicite e percezione visiva 3D, siamo stati in grado di creare un sistema che ha un alto grado di autonomia e flessibilità sott’acqua, dove cose come GPS e Wi-Fi non sono accessibili”.

Il sistema di coordinamento è basato su luci LED blu. Ogni Bluebot trasporta due telecamere e tre luci di questo tipo. Le telecamere rilevano i LED dei Bluebot vicini e utilizzano un algoritmo per determinare la loro distanza, direzione e rotta.

22 Gennaio 2021

"Se vogliamo che i robot si aggreghino, ogni Bluebot calcolerà la posizione di ciascuno dei suoi vicini e si sposterà verso il centro", ha affermato Berlinger. “Se vogliamo che i robot si disperdano, i Bluebot fanno il contrario. Se vogliamo che nuotino in branco in cerchio, sono programmati per seguire le luci direttamente davanti a loro in senso orario”.

I ricercatori sono stati anche in grado di simulare una semplice missione di ricerca.

Usando l'algoritmo di dispersione, i Bluebot si sparpagliarono in un carro armato finché uno non si avvicinò abbastanza a una luce rossa per rilevarlo. Ciò ha fatto sì che i suoi LED iniziassero a lampeggiare, il che a sua volta ha attivato l'algoritmo di aggregazione negli altri Bluebot in modo che si aggregassero tutti attorno al robot di segnalazione.

La ricerca è pubblicata su Science Robotics.

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