В 1961 году Том Роджерс из агентства Leo Burnett, Чарли создал тунца.мультяшная рыбка, которая шутливо разговаривала и была талисманом бренда. СтарКистПопулярная рекламная кампания Это продолжалось несколько десятилетий.и его слоган «Прости, Чарли.«Это выражение быстро вошло в американский лексикон».
Когда в 1990-х годах Управление передовых технологий и программ ЦРУ начало проводить исследования, посвященные рыбам, Чарли, должно быть, показалось идеальным кодовым именем. За исключением того, что...Чарли из ЦРУ«Это был сом... и ещё и робот».
Более конкретно, Чарли представлял собой беспилотный подводный аппарат (БПА). Предназначен для скрытого сбора проб воды. Пилот управлял рыбой. через радиоустройство в поле зрения. О строении рыбы известно немногое, за исключением того, что ее тело Она включала в себя герметичный корпус, балластную систему и систему связи, а также это хвост В нём размещалась двигательная установка.
Для исследования подводной среды нет ничего лучше подводного робота.
ЦРУ было не единственным ведомством, использовавшим подводные беспилотные аппараты, и даже не первым, кто это сделал.В Соединенных Штатах этот тип исследований всерьез начался в рано 1950при финансовой поддержке ВМС США для разработки этой технологии. глубоководные спасательные и поисково-спасательные операцииВ других проектах изучалось использование морских беспилотников для наблюдения и сбора научных данных.
Аарон МарбургИнженер-электрик и специалист по вычислительной технике, работающий над подводными беспилотными аппаратами в Лаборатории прикладной физики Вашингтонского университета, отмечает, что мировые океаны в значительной степени недоступны для судов с экипажем.
«Особенность океанов такова, что добраться до них можно только с помощью роботов».
«Для исследования этих неизведанных регионов мы обязаны решить технические проблемы и заставить роботов работать».
Аарон Марбург
Один из первых подводных беспилотных аппаратов находится в коридоре офиса в Марбурге: самоходный подводный исследовательский аппарат, или SPURVРазработанный в лаборатории прикладной физики в конце 50-х годов, SPURV изначально ставил перед собой цель сбора данных о физических свойствах моря, в частности о температуре и скорости звука.
В отличие от Чарли, который имеет рыбоподобную форму, SPURV имел утилитарную торпедообразную форму, более соответствующую его задачам.Имея длину чуть более 3 метров, он мог погружаться на глубину до 3.600 метров, развивал максимальную скорость 2,5 м/с и работал 5,5 часов от одного аккумуляторного блока. Данные записывались на магнитную ленту, а затем переносились на фоточувствительный ленточный самописец или другой совместимый с компьютером носитель, после чего отображались с помощью графического представления. IBM 1130.
Со временем оборудование SPURV стало более совершенным, а масштабы проекта расширились. Например, в одном из исследований SPURV использовала флуориметр для измерения дисперсии красителя в воде, что позволило проводить исследования следов за потоком воды. Проект оказался настолько успешным, что было разработано больше самолетов SPURV, которые в итоге выполнили почти 400 миссий к моменту завершения проекта в 1979 году..
Работать с подводные роботыМарбург говорит, что это означает необходимость баланса между техническими рисками и целями миссии, а также ограничениями финансирования и другими ресурсами. Поддержка чисто спекулятивных исследований в этой области крайне ограничена. Поэтому цель состоит в создании подводных беспилотных аппаратов, которые были бы простыми, эффективными и надежными.
«Никто не хочет писать своим спонсорам отчёт, в котором говорится: „Извините, у нас сели батарейки, и мы потеряли наших роботизированных рыб стоимостью в миллион долларов в ручье“».
Аарон Марбург
Робот-рыба по имени СоФи
После SPURV было разработано множество других проектов. беспилотные подводные аппаратыВ Соединенных Штатах и других странах используются подводные беспилотные аппараты (ПБПА) различных форм и размеров, предназначенные для выполнения различных задач. ПБПА и их автономные аналоги, автономные подводные аппараты (АППА), в настоящее время применяются повсеместно. для научных исследований, образования и мониторинга.
По крайней мере, некоторые из этих роботов были вдохновлены рыбами. В середине... 1990-еНапример, инженеры из Массачусетского технологического института работали над РобоТунаЭто судно, также получившее прозвище Чарли, было создано на основе модели голубого тунца и имело двигательную установку, имитирующую хвостовой плавник настоящей рыбы. Это было существенным отличием от винтов или гребных винтов, используемых в подводных беспилотных аппаратах, таких как SPURV. Однако Чарли никогда не плавал самостоятельно; он всегда был привязан к приборной панели.
Следующая работа группы из Массачусетского технологического института — РобоПайк Получив имя Ванда, она преодолела это ограничение и плавала свободно, но так и не научилась избегать столкновений со стенками своего аквариума.
через 25 летКоманда из Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта (CSAIL) Массачусетского технологического института представила доклад. SoFiгораздо более "рыбоядный" робот. разработан таким образом, чтобы плавать рядом с настоящими рыбами, не беспокоя их.Управляется с помощью консоли Super Nintendo Благодаря специальной модификации, SoFi может погружаться на глубину более 15 метров, контролировать собственную плавучесть и плавать до 40 минут без подзарядки аккумулятора.
SoFi, Wanda и 2 Charlies — это примеры биомимикрия, термин, введенный в 1974 году для описания изучения биологических механизмов, процессов, структур и веществ. Биомимикрия использует природу в качестве источника вдохновения для дизайна..
Иногда полученная технология оказывается более эффективной, чем её природный аналог (по крайней мере, так можно утверждать), как это и было обнаружено. Ричард Джеймс Клэпхэм в ходе расследования роботизированные рыбы для получения докторской степени в Университете Эссекса, Англия. Под руководством эксперта в робототехникаХуошэн Ху из Клэпхема изучал плавательные движения обыкновенного карпа (Cyprinus carpio).
Затем он разработал 4 робота, имитирующих плавание карпа; самым способным из них был... iSplash-IIПри испытаниях в идеальных условиях (т.е. в резервуаре длиной 5 метров, шириной 2 метра и глубиной 1,5 метра) iSphash-II достиг максимальной скорости 11,6 длин тела в секунду (или около 3,7 м/с).Это быстрее, чем настоящий карп, средняя максимальная скорость которого составляет 10 длин тела в секунду. Но iSplash-II не совсем соответствовал максимальной скорости рыбы, быстро уворачивающейся от хищника.
Конечно, плавание в экспериментальном бассейне или спокойном озере — это одно, а плавание в тихом озере — совсем другое. выдержать суровость разбивающейся волныПоследнее – это то, что интересует специалистов по робототехнике. Кэтрин Далторио провел углублённое исследование.
Далторио, адъюнкт-профессор Университета Кейс Вестерн Резерв и содиректор Центра исследований в области биоинспирированной робототехники, изучал движения тараканов, дождевых червей и крабов в поисках подсказок к... создавать более совершенных роботов.
После наблюдения за тем, как краб, не испугавшись волн, перебрался с песчаного пляжа на мелководье, Его вдохновило создание амфибийного робота с коническими и изогнутыми ногами. который мог застрять в песке. Такая конструкция позволила его роботу выдерживать нагрузки до 138% от веса вашего тела.
В своих проектах Далторио следует знаменитому изречению архитектора. Луис Салливан: форма следует за функциейОно не пытается имитировать эстетику природы (его робот лишь внешне напоминает краба), а скорее её оптимальную функциональность. Оно наблюдает за тем, как животные взаимодействуют со своей средой, и «заимствует» лучшие идеи из адаптивной эволюции животных.
Однако Далторио признает, что есть место и для реалистично выглядящих роботизированных рыб, поскольку они способны захватить воображение и пробудить интерес к робототехникеа также по своей природе. И, в отличие от гиперреалистичный человекоподобныйВряд ли роботизированная рыба попадёт в зловещую долину сверхъестественного.
Ryomei EngineeringКомпания Mitsubishi Heavy Industries, дочернее предприятие Mitsubishi Heavy Industries, разработала несколько роботов: роботизированного целаканта, роботизированного золотистого карпа кои и роботизированного карпа. Целакант был разработан как образовательный инструмент для аквариумов, позволяющий представить реалистичный экземпляр редко встречающейся рыбы, известной зачастую только по ископаемым останкам.
Тем временем инженеры из университета Китакюсю (Япония) создали Тай-робот-кунРеалистично выглядящий морской лещ. А команда из берлинской компании Evologics разработала ската-манту BOSS.
Какова бы ни была его официальная цель, Эти созданные по образу и подобию природы роботизированные существа, в свою очередь, могут вдохновлять нас.Подводные беспилотные аппараты, открывающие удивительные новые перспективы в мировом океане, могут расширить возможности человечества в области исследований.
