¿Pueden comunicarse los peces y los robots parecidos a peces?


Investigadores de la Universidad de Pekín y la Universidad Agrícola de China examinaron recientemente los efectos de la coexistencia de peces vivos y peces robóticos.

Relación entre atracción y Él. La figura muestra la relación entre la relación de atracción y la energía cinética relativa Er del pez robótico tras la interacción. Se puede observar que existe una correlación negativa significativa entre la relación de atracción y la energía cinética relativa. El coeficiente de correlación de rangos de Spearman es ρ = −0,535 con un valor p de p = 0,000001. Esto sugiere que a medida que aumenta la energía cinética relativa de los peces robóticos, disminuye la tendencia de los peces a acercarse activamente a los peces robóticos. Crédito de la foto: Zhou et al.
Relación entre atracción y Él. La figura muestra la relación entre la relación de atracción y la energía cinética relativa Er del pez robótico tras la interacción. Se puede observar que existe una correlación negativa significativa entre la relación de atracción y la energía cinética relativa. El coeficiente de correlación de rangos de Spearman es ρ = −0,535 con un valor p de p = 0,000001. Esto sugiere que a medida que aumenta la energía cinética relativa de los peces robóticos, disminuye la tendencia de los peces a acercarse activamente a los peces robóticos. Crédito de la foto: Zhou et al.

Los ingenieros han desarrollado recientemente sistemas robóticos inspirados en animales, como robots de cuatro patas, serpientes, insectos, calamares y peces. Sin embargo, los estudios sobre las interacciones entre estos robots y sus contrapartes biológicas aún son limitados.

Investigadores de la Universidad de Pekín y la Universidad Agrícola de China estudiaron recientemente los efectos de colocar peces vivos en el mismo entorno que los peces robóticos. En experimentos de campo, se observó que los peces vivos seguían a los peces robóticos que nadaban, lo que llevó a los investigadores a investigar los principios subyacentes de este comportamiento. El equipo está estudiando la interacción entre peces y robots para ayudar a la investigación en robótica y biología. Su robot inspirado en koi reprodujo la apariencia y los movimientos del pez para los experimentos.

Basado en el modelo Central Pattern Generator (CPG), el sistema de control genera señales de ritmo para las oscilaciones de nuestro sistema de dos barras. Estas señales impulsan la aleta caudal para crear una calle de vórtice anti-Karman y lograr el movimiento de la aleta caudal del cuerpo (BCF) como en los peces koi. Este diseño permite que los peces robóticos naden de manera eficiente y estudien el comportamiento de los peces. El equipo colocó su prototipo de robot parecido a un pez koi en un tanque de peces vivos, observó su comportamiento y estudió los efectos de la cantidad de peces vivos en el tanque.

Según los investigadores, el logro más significativo del estudio fue el análisis de experimentos de variación de parámetros y cantidades. Los extensos experimentos encontraron que los peces vivos son significativamente menos proactivos cuando están solos, mientras que el escenario más proactivo ocurre cuando un pez robótico interactúa con dos peces vivos. Los experimentos de variación de parámetros también sugirieron que los peces vivos pueden responder de manera más proactiva a los peces robóticos a alta frecuencia y baja amplitud, o moverse junto con los peces robóticos a alta frecuencia y amplitud.

Los hallazgos de los investigadores podrían inspirar el desarrollo de más robots parecidos a peces y generar más estudios sobre las interacciones animal-robot. Esto podría proporcionar información sobre el comportamiento social de los animales y cómo responden a los robots en sus hábitats naturales. Los investigadores creen que los materiales flexibles, como los elastómeros dieléctricos, son prometedores como una forma de mejorar los peces robóticos mediante la creación de una tecnología de propulsión silenciosa y sin vibraciones.

Referencia: Ziye Zhou et al., Proactividad de peces y guía de peces robóticos autopropulsados ​​durante la interacción, Bioinspiración y Biomimética (2023). DOI: 10.1088/1748-3190/acce87

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