10 aprile 2012

Come si comportano i pesci di fronte a un pesce-robot? Lo spiega una ricerca condotta tra Oristano e New York.

Stefano Marras (Iamc-Cnr) e Maurizio Porfiri (Nyu-Poly) sono gli autori di una ricerca sulle reazioni dei pesci di fronte a un pesce-robot.
I ricercatori dell’Istituto per l’ambiente marino costiero del Consiglio nazionale delle ricerche di Oristano (Iamc-Cnr) e dell’Istituto politecnico della New York University (Nyu-Poly) hanno realizzato un pesce robotico per poi studiare la reazione comportamentale dei pesci alla sua presenza.
I risultati dello studio mostrano che il robot viene accettato come un leader dai pesci, che lo seguono nei suoi movimenti. La ricerca, pubblicata sulla rivista Journal of the Royal Society Interface, illustra il movimento biomimetico del robot e le conseguenti condizioni di turbolenza, mostrando anche che i pesci tendono a sfruttare un vantaggio idrodinamico riuscendo a risparmare energia durante il nuoto.
«Il tratto innovativo di questa ricerca - spiega Stefano Marras - consiste nell’aver fatto interagire i pesci con un robot che imita artificialmente le caratteristiche degli organismi viventi, sia nelle fattezze che nel movimento, in un ambiente del tutto simile a quello reale. La possibilità di controllare il pesce artificiale, modulandone il movimento e osservando le reazioni degli animali, permette di ricavare utili informazioni sugli schemi collettivi seguiti dagli animali e apre nuovi orizzonti nelle metodologie di conservazione della specie, dal momento che si potrebbe influire sul comportamento dei pesci tramite il loro omologo meccanico».
Uno sviluppo significativo dello studio consisterebbe nell'osservare le reazioni dei pesci alla presenza del robot in diversi contesti naturali. In questo modo si potrebbero aprire nuove prospettive di salvaguardia di specie marine in pericolo. 
«L’allontanamento dei banchi di pesce dalle zone contaminate da fuoruscite di petrolio o l’aggiramento di dighe che impediscono il regolare percorso migratorio legato alla riproduzione - conclude Marras - sono solo alcune delle condizioni di pericolo delle quali i pesci potrebbero avvantaggiarsi seguendo i robot».
Andrea Mameli - www.linguaggiomacchina.it - 10 aprile 2012

Fish and robots swimming together: attraction towards the robot demands biomimetic locomotion
Stefano Marras [1,2]
Maurizio Porfiri [2]
1) IAMC–CNR, Località Sa Mardini, Torregrande, 09072 Oristano, Italy
2) Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Polytechnic Institute of New York University, New York, USA

Abstract

The integration of biomimetic robots in a fish school may enable a better understanding of collective behaviour, offering a new experimental method to test group feedback in response to behavioural modulations of its ‘engineered’ member. Here, we analyse a robotic fish and individual golden shiners (Notemigonus crysoleucas) swimming together in a water tunnel at different flow velocities. We determine the positional preference of fish with respect to the robot, and we study the flow structure using a digital particle image velocimetry system. We find that biomimetic locomotion is a determinant of fish preference as fish are more attracted towards the robot when its tail is beating rather than when it is statically immersed in the water as a ‘dummy’. At specific conditions, the fish hold station behind the robot, which may be due to the hydrodynamic advantage obtained by swimming in the robot's wake. This work makes a compelling case for the need of biomimetic locomotion in promoting robot–animal interactions and it strengthens the hypothesis that biomimetic robots can be used to study and modulate collective animal behaviour.

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