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MIT cria peixe robótico para salvar os oceanos

Tags: sofi peixes isso

Roboticista-Robert-Katzschmann-com-seu-SoFi-no-Laboratório-de-Ciência-da-Computação-e-Inteligência-Artificial-do-MIT-700x467 MIT cria peixe robótico para salvar os oceanos Roboticista Robert Katzschmann com seu SoFi no Laborat  rio de Ci  ncia da Computa    o e Intelig  ncia Artificial do MIT MIT cria peixe robótico para salvar os oceanosSoFi é um soft robotic fish, isto épeixe robótico flexível – criado pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) para vasculhar os oceanos de todo o mundo. Com seu tamanho pequeno e semelhança de animal marinho, ele consegue acessar espaços pequenos em corais e circula pelo mar sem espantar tais cardumes. Por Isso, consegue imagens que um mergulhador humano ou robô convencional não conseguiria.

A velocidade de nado do SoFi no entanto não é muito alta, mas mesmo assim ele parece ser uma tecnologia promissora, que ainda deve melhorar no futuro. Seus desenvolvedores querem que ele seja capaz de seguir um peixe em particular para que seus hábitos sejam então estudados.

Além do mais, os pesquisadores querem coletar mais dados sobre a poluição e outras intervenções humanas ocasionadas no fundo do oceanos.

Em um artigo científico publicado na revista Science Robotics, pesquisadores do MIT dão mais detalhes sobre a evolução deste peixe robótico.

Os pesquisadores enfrentaram três grandes problemas no desenvolvimento deste projeto: o primeiro é relacionado à comunicação. Veículos que se movem embaixo da água tipicamente acabam presos a um barco porque as ondas de rádio não viajam bem na água. Por isso os inventores do SoFi optaram por usar som em sua comunicação.

“Comunicação com radiofrequência embaixo d’água funciona por apenas alguns centímetros. Sinais acústicos podem viajar por maior distância e com menor consumo de energia”, explica o autor principal do projeto, Robert Katzschmann. Utilizando som, mergulhadores podem pilotar o peixe-robô de uma distância de 21 metros.

O segundo problema tem a ver com os motores elétricos do robô, chamados de atuadores. Os pesquisadores precisavam de um atuador flexível para que então o movimento do peixe seja suave como o animal de verdade. Por isso, o rabo do Sofi tem duas câmaras vazias em que uma bomba injeta água. “Tudo o que você faz é criar um ciclo de água de um lado para o outro, e isso causa uma ondulação e a movimentação do rabo”, diz o autor.

Problema número três: nadar custa caro energeticamente falando. Os Peixes precisam se “agarrar” a uma determinada profundidade, e usam a bexiga natatória para controlar a habilidade de boiar ou não. Então o SoFi usa um tipo de bexiga natatória, um cilindro que comprime e descomprime ar com a ajuda de um pequeno pistão.

Além de tudo isso, o robô não tem todos os espaços com ar que uma máquina típica tem. “Os compartimentos que normalmente seriam hermeticamente fechados e cheios de ar, nós enchemos com óleo”, diz Katzschmann. Isso dá integridade estrutural ao peixe e permite que ele atinja profundidade de até 18 metros.

Por enquanto, o SoFi é controlado por um controle remoto parecido com um controle de videogame. Mas a ideia é que versões futuras consigam usar câmeras para identificar um peixe específico e segui-lo de forma autônoma.

Isso irá ajudar a estudar as dinâmicas dos cardumes ou monitorar a saúde de populações marinhas. “Ele irá nos ajudar com a fuga e atração de peixes que estão associadas com outras formas de monitoramento como robôs e mergulhadores”, diz Hanumant Singh, pesquisador não envolvido na pesquisa que desenvolve veículos aquáticos.

Por agora, os pesquisadores observaram que peixes às vezes nadam ao lado do robô, mostrando Asim ser curiosos. Enquanto isso, outros peixes ignoravam o SoFi e seguiam com sua rotina normalmente, sem fugir como aconteceria se houvesse um mergulhador presente.

Veja o peixe em funcionamento no vídeo:  

O Soft Robotic Fish, também conhecido como SoFi, é uma máquina hipnótica, do tipo que o mar nunca viu antes. Como um Moby Dick em miniatura, o peixe branco balança lentamente sobre o recife, mergulhando sob os corais e subindo, depois descendo novamente, para cima e para baixo e ao redor. Suas entranhas, no entanto, não são carne, mas eletrônica. E sua cauda flexível sacudindo para frente e para trás não é feita de músculo e escamas, mas de elastômero.

O Soft Robotic Fish, também conhecido como SoFi, é uma máquina hipnótica, do tipo que o mar nunca viu antes. Como um Moby Dick em miniatura, o peixe branco balança lentamente sobre o recife, mergulhando sob os corais e subindo, depois descendo novamente, para cima e para baixo e ao redor. Suas entranhas, no entanto, não são carne, mas eletrônica. E sua cauda flexível sacudindo para frente e para trás não é feita de músculo e escamas, mas de elastômero.

Em um artigo publicado hoje na Science Robotics, pesquisadores do MIT detalham a evolução do peixe mais estranho do mundo e descrevem como ele poderia ser uma ferramenta potencialmente poderosa para os cientistas estudarem a vida marinha.

Os cientistas projetaram SoFi para resolver vários problemas que atormentam a robótica oceânica. Problema um: comunicação. Os veículos subaquáticos são normalmente amarrados a um barco porque as ondas de rádio não se dão bem na água. O que os inventores do SoFi optaram por fazer é soar.

“A comunicação por rádio frequência subaquática só funciona por alguns centímetros”, diz o roboticista Robert Katzschmann do MIT CSAIL, principal autor do artigo. “Sinais acústicos na água podem viajar por muito mais tempo e com muito menos consumo de energia.” Usando o som, os mergulhadores podem pilotar o peixe-robô a quase 20 metros de distância.

Problema dois: os motores elétricos clássicos do robô, conhecidos como atuadores, podem ser desajeitados, e o movimento que eles produzem pode ser stuttery. Mas SoFi pertence a uma classe crescente de “robôs macios”, que são, geralmente, macios e usam ar ou óleo para locomover. Mas a cauda de SoFi contém duas câmaras ocas que uma bomba injeta com água. “Tudo o que você faz é pedalar a água para trás e para frente”, diz Katzschmann, “e isso causa a ondulação e a agitação da cauda macia”. Esse movimento belamente natural faz com que um robô possa nadar com os peixes sem assustá-los. Compare isso com os robôs que usam propulsão a jato, o que gera um ataque de pânico coletivo aos recifes.

Problema três: nadar é energicamente caro. Em particular, os peixes precisam ficar firmes em certas profundidades, mas corrigir constantemente nadar para cima ou para baixo é ineficiente. Assim, os peixes desenvolveram um órgão preenchido com gás, chamado de bexiga natatória, que lhes permite alcançar flutuabilidade neutra. (Sharks, a propósito, tem fígados enormes que lhes dão alguma flutuabilidade.)

SoFi usa sua própria espécie de bexiga natatória, um cilindro que comprime e descomprime o ar com um pistão. Além disso, a máquina não tem todas as câmaras vazias e arejadas que um robô típico pode ter. “Os compartimentos que normalmente seriam compartimentos eletrônicos herméticos, cheios de ar, são cheios de óleo”, diz Katzschmann. Isso ajuda a dar integridade estrutural ao robô e permite atingir profundidades de 60 pés, controlando melhor sua pressão interna.

O que os pesquisadores conseguiram é um robô realmente suspeito, tanto em forma quanto em função. E isso pode ser um grande negócio para os biólogos de peixes no futuro próximo. Em seus estudos iniciais, os pesquisadores descobriram que peixes às vezes nadavam ao lado de seu robô, todos curiosos. “Outras vezes eles não se distraíam com nada, enquanto nós, mergulhadores, se nos aproximassemos desses peixes, eles apenas nadariam instantaneamente”, diz Katzschmann.

Por enquanto, o SoFi é controlado remotamente. Mas a ideia é que versões futuras usem a visão mecânica para capturar peixes individuais e acompanhá-los, tudo sem levantar suspeitas. Isso poderia ajudar os cientistas a estudar a dinâmica da escola ou monitorar a saúde das populações de peixes em oceanos cada vez mais insalubres. “Isso poderia nos ajudar com os problemas de evitação de peixes e atração de peixes que estão associados a outras formas de monitoramento com robôs e mergulhadores”, diz Hanumant Singh, da Northeastern, que desenvolve veículos submarinos autônomos, mas não esteve envolvido na pesquisa.



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