Ławica bionicznych meduz Festo odpowiedzią na zagadnienia automatyki?

Ławica bionicznych meduz Festo odpowiedzią na zagadnienia automatyki?

Festo wspólnie z niemiecką firmą specjalizującą się w technologiach wyświetlaczy Effekt-Technik, skonstruowały bioniczną meduzę nazwaną AquaJellies, która nie tylko jest w stanie poruszać się autonomicznie, ale dzięki komunikacji z innymi osobnikami potrafi tworzyć istne ‘ławice’.
Każda AquaJelly składa się z półprzezroczystej półkuli, centralnego, wodoszczelnego ciała oraz ośmiu wąsów służących za napęd. Półkula kryje w sobie pierścieniową jednostkę centralną ze zintegrowanymi czujnikami. System napędowy jest stal monitorowany przez trzy mikroprocesory pokładowe.

Na zewnątrz, AquaJelly ma dwa koncentryczne srebrne pierścienie pokryte warstwą przewodzącą. Są one połączone z kontrolerem, który zaopatruje meduzę w energię. Gdy zbliża się ona do stacji ładującej znajdującej się nad powierzchnią wody, zostaje do niej przyciągnięta, by móc uzupełnić zapas energii. Pełny proces ładowania baterii trwa około trzech godzin. AquaJellies komunikują się ze stacją ładującą, by upewnić się, że dysponują dostatecznym zapasem energii.

Rdzeniem każdej AquaJelly jest wodoszczelny, laserowo spiekany korpus, zawierający 3 woltowy silnik elektryczny zasilany dwiema 4,2 woltowymi polimerowymi litowo-jonowymi bateriami o pojemności 4 tysięcy miliamperogodzin każda, oraz kontrolery ładowania i dwa serwomechanizmy ułatwiające poruszanie się w trzech wymiarach.

Służące za napęd wąsy wykorzystują mechanizm działania rybiej płetwy. Ruch w trzech wymiarach jest możliwy dzięki zjawisku przemieszczania obciążenia. Dwa serwomechanizmy znajdujące się centralnej części korpusu sterują czteroramiennym wahadłem, które porusza się w czterech kierunkach. Gdy wahadło porusza się w określonym kierunku, przesuwa tym samym środek ciężkości, wywołując w ten sposób ruch w tym kierunku.

Czujnik ciśnienia określa głębokość na jakiej znajduje się AquaJelly z dokładnością do kilku milimetrów.

Na powierzchni, AquaJellies wykorzystują do komunikacji system radiowy krótkiego zasięgu ZigBee, umożliwiający wymianę informacji ze stacją ładującą oraz innymi meduzami.

Pod wodą, głównym środkiem łączności jest światło. Każda AquaJelly wyposażona jest w 11 podczerwonych diod LED umieszczonych na pierścieniu wewnątrz półkuli. Umożliwiają one meduzom komunikację w dowolnym niemalże kierunku na odległość 80 centymetrów.

Gdy meduza odbiera sygnał pozycyjny od innej, może uruchomić mechanizm wymijający. Oprócz czujników monitorujących otoczenie, meduza posiada również wewnętrzny system czujników, które monitorują stan baterii oraz mechanizm systemu napędzającego.

Każda meduza podejmuje decyzje autonomicznie, w oparciu o panujące wokół warunki, w zależności od zasobów energii, orientacji systemu napędowego oraz bliskości innych meduz. Ławica AquaJellies zachowuje się autonomicznie, korzystając z prostych mechanizmów zachowań. Wzór zachowań zakłada maksymalizację aktywnych meduz. Wymaga on maksymalnego wykorzystania stacji ładujących.

Festo wierzy, że zasady rządzące zachowaniem ławic, można wykorzystać w automatyce, autonomicznych i półautonomicznych systemach inteligentnych.

(lk)