I piccoli veicoli sottomarini autonomi, simili a droni marini, potrebbero rivelarsi estremamente utili per lo studio delle profondità oceaniche e il monitoraggio delle loro condizioni in evoluzione. Tuttavia, questi mini robot nautici possono facilmente essere sopraffatti dalle turbolente correnti oceaniche.
Gli scienziati del Caltech, guidati da John Dabiri, professore di aeronautica e ingegneria meccanica, hanno sfruttato l’abilità naturale delle meduse di attraversare e sondare l’oceano, equipaggiandole con elettronica e “cappelli” protesici. Questi dispositivi permettono alle meduse di trasportare piccoli carichi durante i loro viaggi nautici e di riportare le loro scoperte in superficie.
Queste meduse bioniche devono affrontare il flusso e riflusso delle correnti che incontrano, ma, essendo creature senza cervello, non prendono decisioni su come navigare al meglio verso una destinazione e, una volta dispiegate, non possono essere controllate a distanza.
“Sappiamo che le meduse potenziate possono essere grandi esploratori oceanici, ma non hanno un cervello”, afferma Dabiri. “Quindi, una delle cose su cui abbiamo lavorato è sviluppare come potrebbe essere un cervello se volessimo dotare questi sistemi della capacità di prendere decisioni sott’acqua”.
Ora, Dabiri e il suo ex studente di dottorato Peter Gunnarson, attualmente alla Brown University, hanno trovato un modo per semplificare quel processo decisionale e aiutare un robot, o potenzialmente una medusa potenziata, a sfruttare i vortici turbolenti creati dalle correnti oceaniche anziché combatterli.
Per questo lavoro, Gunnarson è tornato a un vecchio amico in laboratorio: il CARL-Bot (Caltech Autonomous Reinforcement Learning roBot). Anni fa, Gunnarson ha costruito il CARL-Bot come parte del suo lavoro per iniziare a incorporare l’intelligenza artificiale nella tecnica di navigazione di un simile robot. Tuttavia, recentemente ha scoperto un modo più semplice rispetto all’IA per far prendere decisioni a un tale sistema sott’acqua.
“Stavamo cercando modi in cui i veicoli sottomarini potessero utilizzare le correnti d’acqua turbolente per la propulsione e ci siamo chiesti se, invece di essere un problema, potessero rappresentare un vantaggio per questi veicoli più piccoli”, afferma Gunnarson.
Gunnarson voleva comprendere esattamente come una corrente spinge un robot. Ha attaccato un propulsore al muro di un serbatoio lungo 16 piedi nel laboratorio di Dabiri presso il Guggenheim Aeronautical Laboratory nel campus del Caltech per generare ripetutamente quelli che sono chiamati anelli di vortice – fondamentalmente gli equivalenti subacquei degli anelli di fumo. Gli anelli di vortice rappresentano bene i tipi di disturbi che un esploratore subacqueo incontrerebbe nel flusso caotico dei fluidi dell’oceano.
Gunnarson ha iniziato a utilizzare l’unico accelerometro a bordo del CARL-Bot per misurare come si muoveva e veniva spinto dagli anelli di vortice. Ha notato che, di tanto in tanto, il robot veniva catturato in un anello di vortice e spinto attraverso l’intero serbatoio. Lui e i suoi colleghi hanno iniziato a chiedersi se l’effetto potesse essere realizzato intenzionalmente.
Fonte: Science Daily
