Teadlased lõid robotile uue meeleelundi

Professor Maarja Kruusmaa ujutab TTÜ biorobootikakeskuse spetsiaalses basseinis lisameeleelundi saanud robotkala. Foto: TTÜ Biorobootika Keskus

Kunstliku küljejoone loomine on järjekordne samm päris kalu matkivate allveerobotite väljatöötamisel.

Kõigil kaladel jookseb piki keha küljejoon, millega nad tunnevad vee liikumist. Tallinna Tehnikaülikooli teadlased õpetasid vooluga kaasa mineku oskuse selgeks ka robotkalale.

«Silmadega näeme, ninaga haistame, kõrvadega kuuleme, kuid küljejoonega tajumise kohta ei ole sõna olemas,» tõdeb TTÜ biorobootika professor Maarja Kruusmaa. «Me pole osanud sellele tajule tähelepanu pöörata.»

Ometi on tegu äärmiselt olulise tajuga kõigile vees elavatele organismidele. On pimedaid kalu, kes suudavad edukalt ringi ujuda, saaki püüda ja kiskjate eest põgeneda vaid küljejoone kaudu tuleva teabe abil.

Kalale hädavajalik

Küljejoon on olemas kõigil kaladel, neil vee-elukatel, kes ei ole kalad, on evolutsioon loonud midagi sarnast. «Hüljestel on hüdrodünaamilistele stiimulitele tundlikud vuntsid,» toob Kruusmaa näiteks. «Keskkond tingib, et selline meeleelund peab olemas olema.»

Hiljuti lõppenud rahvusvahelise projektiga püüdsid teadlased anda ka veealuses keskkonnas toimetavale robotile viimaks sellesama hädavajaliku tundemeele. Sel nädalal maailma vanima teaduste akadeemia ehk Suurbritannia Kuningliku Ühingu toimetistes ilmunud artiklis kirjeldavad TTÜ biorobootika keskuse juht Maarja Kruusmaa ja doktorant Taavi Salumäe küljejoonega sarnaste anduritega varustatud robotkala.

Robotkala tunnetab kunstliku küljejoonega rõhumuutusi, saab selle abil aru vee liikumise mustritest ja oskab seda tõhusamaks edasiliikumiseks ära kasutada. Näiteks võiks allveerobot end selle abil seada millegi kiiluvette ja liikumisel energiat kokku hoida. «Kala tunneb peaanduritega, kui tuleb keeris, ootab kindla aja ja lööb siis sabaga – tekib jõud, mis lükkab kala edasi nagu sprinterit stardipakkudel,» selgitab Kruusmaa. «Sellise meeleelundiga ei ole ükski robot varem töötanud.»

Kunstliku küljejoone loomine on järjekordne samm autonoomsete ja päris kalu eeskujuks võtvate allveerobotite väljatöötamisel, mille kallal Kruusmaa keskus on pikalt vaeva näinud. Tallinna rühm pole maailmas ainus, kes on püüdnud küljejoont luua, kuid kõik teised maadlevad keerukate töökindlusprobleemide kallal.

Ka Tallinna robotkala pidi algul külge saama koostöös itaallastega valmivad nanotehnoloogilised andurid, mis matkivad kala küljejoonel olevaid tuhandeid tillukesi karvakesi. Igaks juhuks töötati välja ka tagavaravariant. «Kas või selleks, et kui ägedad andurid valmis saavad, siis oleks, millega võrrelda,» räägib Kruusmaa. Selleks kasutasid nad sukeldumiskella rõhuandureid, mille abil saab vee all teada, kui sügaval ollakse.

Tajub rõhumuutust

Nende ümberehitamise ja tundlikkuse suurendamise peale kulus teadlastel kaks aastat. Nüüd tunnevad andurid ära rõhumuutuse, mis on võrdne veesamba kõrguse muutumisega ühe millimeetri võrra. Ning need andurid läksidki lõpuks käiku, sest uhkemaid ei saanud projekti lõpuks päris töökindlaks.

Kruusmaa on juba saanud mitmelt poolt maailmast koostööpakkumisi uue küljejoonetehnoloogia rakendamiseks ja arendamiseks. Näiteks kavatseb ta uurida, kuidas kasutada neid andureid klassikalistel allveerobotitel, mitte ainult kala matkivatel.

«Kunstlik küljejoon lisab ühe modaalsuse, kust saab tohutult palju infot keskkonna kohta,» tõdeb Kruusmaa. «Nüüd tuleb õppida seda kasutama. Ilma selle meeleta allveeroboti kasutamine on nagu pimeda mehe kinno viimine – midagi ta sealt aru saab, aga hästi palju läheb kaduma.»