Rybári vysedávajú pri vode a často snívajú sen o zlatej rybke. Šanca na jeho splnenie je mizivá. To, že by v rybárskych sieťach v budúcnosti mohla uviaznuť ryba, ktorá síce bude vyzerať ako ryba, ale nebude živým organizmom, je reálnejšie.
Ryby sa pohybujú elegantne, rýchlo, ticho a efektívne. Vďaka miliónom rokov evolúcie sú obdarené rôznymi morfologickými a štrukturálnymi vlastnosťami, ktoré im takýto pohyb umožňujú. Jeho účinnosť je okolo 90 %. Na porovnanie – účinnosť rotujúcej lodnej skrutky je sotva polovičná, čo značne obmedzuje možnosti lodí (ich rýchlosť, schopnosť akcelerovať a manévrovať, správať sa nehlučne a podobne). Aj preto sa pohyb rýb stal v poslednom desaťročí predmetom rozsiahleho teoretického, experimentálneho a počítačového výskumu. Cieľom je vyvinúť roboty poháňané a pohybujúce sa spôsobom, ktorý je vlastný rybám. Konštrukcia robotických rýb si vyžaduje vedomosti z fyziky, biológie, strojného inžinierstva, elektroniky, materiálového inžinierstva a počítačových vied.
Inšpirácia vo svete ticha
V 60. rokoch minulého storočia Jacques Yves Cousteau (1910 – 1997) nakrútil film The Silent World (Svet ticha), ktorý sa stal inšpiráciou pre nasledujúce generácie vedcov. Vo svojej neskoršej knihe The Ocean World of Jacques Cousteau, the Art of Motion (Oceánsky svet Jacqua Cousteaua, umenie pohybu) študoval plávanie rýb a iných vodných živočíchov. Vyzdvihol tvar ich tela, ktorý predurčuje ako ryby plávajú pri prekonávaní rôzne pôsobiacich síl. Rybám sa počas evolúcie vyvinuli rôzne typy plutiev, ktoré umožňujú rotáciu okolo jednotlivých osí a tým aj rôzne druhy pohybu. Plutvy slúžia aj na prudké zrýchlenie, stúpanie alebo klesanie, stabilizáciu, vznášanie sa, otáčanie či zastavenie. Vedci a inžinieri inšpirovaní plávaním rýb sa pokúsili navrhnúť a zostrojiť roboty, ktoré by napodobňovali pohyb plutiev a celého tela s cieľom uviesť robota do riadeného pohybu. Prvá robotická ryba sa zrodila na Massachusetts Institute of Technology (MIT) na začiatku 90. rokov minulého storočia. Pozostávala z 2 843 častí a šiestich motorov. Odvtedy sa v odbornej literatúre prezentovalo viac ako 40 rôznych robotických konštrukcií. Výskum a vývoj v tejto oblasti je však ešte v plienkach a do budúcnosti predstavuje veľkú výzvu. Záujem vedcov sa sústreďuje na dve základné oblasti – na samotný návrh a tvorbu prototypov i na riešenie problému riadenia a navigácie.
Ak chcete mať prístup aj k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov alebo si objednať tlačenú verziu časopisu Quark, prihláste sa alebo zaregistrujte.
prof. Ing. Aleš Janota, PhD., Eur Ing.,
Ing. Marián Hruboš, Ing. Peter Nagy, PhD.
Katedra riadiacich a informačných systémov
Elektrotechnická fakulta,
Žilinská univerzita v Žiline
Ilustrácie autori, foto Pixabay, MIT,
University of Essex
