Polski robot naśladujący rybę

Ma srebrny kolor, czarne płetwy, 60 centymetrów długości i waży blisko 3,5 kilograma - tak wygląda sztuczna ryba - pierwszy polski podwodny robot mobilny, który sposobem poruszania przypomina żywą rybę . Twórcami "CyberRyby" są trzej młodzi inżynierowie: Marcin Malec, Marcin Morawski, Dominik Wojtas - absolwenci Wydziału Mechanicznego Politechniki Krakowskiej.

Za opracowanie nowatorskiego robota otrzymali niedawno nagrodę w konkursie "Młodzi innowacyjni 2010" Przemysłowego Instytutu Pomiarów i Automatyki.

"CyberRyba to prototyp podwodnego robota mobilnego. Wyglądem i sposobem pływania przypomina żywą rybę. Może poruszać się całkowicie autonomicznie, jak również być sterowany za pomocą komputera lub telefonu komórkowego" - mówi PAP inż. Marcin Morawski.

Wśród robotów mobilnych, naśladujących organizmy żywe, królowały do tej pory maszyny kroczące, przypominające sposób poruszania się pajęczaków i skorupiaków. Rzadziej pojawiały się konstrukcje naśladujące węże czy owady. Jednak prawdziwe wyzwanie dla robotyki mobilnej wciąż stanowi świat podwodny - nieprzyjazny urządzeniom mechatronicznym.

"Przez wiele lat prym w tym środowisku wiodły konstrukcje napędzane tradycyjnie, za pomocą śrub i turbin, wyposażone w kamery i różnorodne czujniki do badań podwodnych. W naturze próżno jednak szukać takich rozwiązań" - wyjaśniają konstruktorzy w jednym ze swych referatów.

Morawski przynaje, że na świecie istnieją już podwodne roboty naśladujące sposób poruszania się ryb. "Natknęliśmy się na kilka konstrukcji japońskich i jedną znakomicie wykonaną sztuczną rybę w Essex w Wielkiej Brytanii. To są jednak roboty budowane na znanych uczelniach, przez całe zespoły naukowców i przy dużym budżecie. W Polsce natomiast nie spotkaliśmy się jeszcze z podobnym robotem" - wyjaśnia.

Jak tłumaczy inż. Morawski, dopracowana wersja "CyberRyby" - wyposażona w kamerę i zestaw różnorakich czujników - może posłużyć jako profesjonalne urządzenie do badania akwenów wodnych. "Może być również wykorzystywana jako wojskowy podwodny robot zwiadowczy imitujący rybę i dzięki temu trudny do rozpoznania" - zaznacza.

Będzie można ją wykorzystać również jako zabawkę w ogrodowych lub przydomowych basenach. "Wówczas pełniłaby funkcje sztucznej ryby, którą można by sterować za pomocą aparatury radiowej" - mówi.

Srebrny korpus CyberRyby jest wykonany z tworzywa sztucznego, a czarne płetwy - z miękkiej gumy. "Była projektowana w taki sposób, aby dało się ją wykonać możliwie jak najtaniej, w domowych warunkach i przy użyciu popularnych materiałów, łatwych do kupienia w sklepach z artykułam technicznymi. Materiały te są jednak wykorzystane w pomysłowy, innowacyjny i niekonwencjonalny sposób" - wyjaśnia inż. Morawski.

Z wyliczeń konstruktorów wynika, że całkowity koszt budowy CyberRyby, obejmujący części i materiały użyte do budowy wyniósł około 2 tysiące złotych.

CyberRyba składa się z obrotowych części, napędzanych tzw. serwomechanizmami modelarskimi. "Odpowiednia synchronizacja wychyleń tych członów sprawia, że wykonują one ruch falowy. Ten powoduje, że ryba płynie do przodu. Głębokość zanurzenia jest regulowana za pomocą sztucznego pęcherza pławnego, wykonanego z silikonowego pojemnika, oraz odpowiedniego ustawienia płetw bocznych" - opisuje Morawski.

Wyjaśnia, że do komunikacji z komputerem służą rybie dwa moduły radiowe. Jeden jest zainstalowany w robocie ,a drugi podłącza się do USB w komputerze. CyberRyba na głowie ma zamontowane 4 czujniki do wykrywania przeszkód oraz czujnik temperatury wody. Jest też wyposażona w dwa pakiety akumulatorów, dzięki którym może pływać około 5 godzin od momentu pełnego naładowania baterii.

Prace nad robotem trwały od września 2008 do maja 2009 i odbywały się w ramach pracy magisterskiej, którą trzej inżynierowie obronili w czerwcu 2009 roku. "Początkowo wszystko finansowaliśmy z własnej kieszeni. Po wykonaniu modelu i wyjaśnieniu zasady działania robota naszemu promotorowi prof. Jerzemu Zającowi, przekonaliśmy go do tego pomysłu i zaproponowaliśmy wykonanie urządzenia. W trakcie prac część kosztów zwróciła nam uczelnia" - wyjaśnia rozmówca PAP.

"Robota przetestowano w basenie ogrodowym o pojemności blisko 2 tysięcy litrów, w którym spisywał się znakomicie. Potem wypłynął na szersze wody i był pokazywany między innymi podczas Festiwalu Nauki w Krakowie, w Dniu Mechanika na wydziale mechanicznym Politechniki Krakowskiej i na Nocy Naukowców w Krakowie. Był też prezentowany w wielu różnych mediach" - wylicza inżynier.

Inż. Morawski zapewnia, że już trwają prace nad wykonaniem następnego, udoskonalonego robota. "Jednak ze względu na ograniczony czas wolny ich tempo jest znacznie wolniejsze, niż przy CyberRybie. Dodatkowo nie mamy na karku +topora+ w postaci obrony pracy dyplomowej" - ironizuje.

Pytany, czy konstruktorzy otrzymali już jakąś konkretną propozycję wprowadzenia CyberRyby do produkcji, wyjaśnia, iż nie spotkali się na razie z żadnymi propozycjami. "CyberRyba wzbudza zainteresowanie, podziw, ciekawość ale nic poza tym. Może to widmo kryzysu" - ubolewa młody wynalazca.

PAP - Nauka w Polsce, Ewelina Krajczyńska

tot/ kap/