ארה"ב מפתחת כלי שיט בלתי מאויישיים בהשראת הטבע

This post is also available in: English (אנגלית)

חוקרים במעבדת המחקר של הצי האמריקאי (Naval Research Laboratory), או בקיצור NRL, פיתחו לאחרונה סוג חדשני של הנעה תת-מימית. כמו כן הצליחו לפתח פתרונות חישה עבור משימות ימיות בקרבת החוף. כל זאת: בהשראת הביומכניקה של דגים.

ג'ייסון גדר (Jason Geder) מהנדס חלל במחלקה ב-NRL האחראית על פיזיקה חישובית ודינימקת נוזלים, מסר ל-UST כי "סיורים באיזורים הקרובים לחוף הינם מורכבים ועתירי מכשולים, כגון זרמים המשתנים בפתאומיות, צפיפות ועוד." לדברי גדר, החוקרים שואבים השראה מן הסנפירים של הדגים החיים בסביבה זו. כך פותר רובוט אשר עיצובו כולל שיפולים וקווים גליים המאפשרים לו לפעול מתחת לפני המים. כלומר, החוקרים הצליחו למעשה לפתח מערכת בלתי מאויישת תת-ימית (Autonomous underwater vehicles – AUV) בעלת מערכת הנעה חדשנית המבוססת על סנפיר המקנה לה מהירות נמוכה (low-speed propulsion system).

כלי שיט בלתי מאויישים (כשב"מים) כבר הפגינו באופן מרשים את יכולותיהם בתחום הסיור, המעקב, החקר והגילוי של עצמים בעומק מי הים, במהירויות גבוהות ועל פני מרחקים גדולים וטווחי משימה ארוכים. ברם, משימות באיזורים הרדודים הסמוכים לחוף מצריכות מהירויות נמוכות וכושר תמרון גבוה. דרישות אלו מציבות אתגר של ממש בתחום החישה והתנועה, אשר עד כה טרם נפתרו באופן משביע רצון.

לדברי צוות החוקרים במעבדת המחקר של הצי האמריקאי, הסנפירים של דגי שוניות מהווים דגם שעל בסיסו ניתן לפתח פיתרון עיצובי של רובוט אשר יוכל להוות פתרון לאתגר המשימתי הן מבחינת מהירותו והן מבחינת ביצועיו.

הירשמו לאתר הישראלי לביטחון המולדת

על פי הדיווח של UST, הסנפיר המלאכותי – אשר נבנה בהשראת סנפיריהם של דגי שוניות – שולב במערכת רובוטית תת-ימית המכונה וונדה – "WANDA", קיצור של 'סנפיר גמיש אוטומטי בהשראת דג למשימות בסמוך לחוף' (Wrasse-inspired Agile Near-shore Deformable-fin Automaton), עם קריצה ברורה לסרט משנת 1988. לרובוט התת מימי ארבע סנפירים צדדיים, שניים קדמיים ושניים אחוריים. זוהי המערכת המספקת לו הנעה ובקרת תנועה.

כמו כן כולל ניהוג הרובוט מערכת של אלגוריתמים המשמשים לבקרת תנועה, המבוססים על נתוני התקדמותו ועל נתוני סביבתו. השינויים מועברים למערכת וזו מתקנת את החבטות הקינטיות של הסנפירים. טכנולוגיה זו של 'סנפיר קינטי מלאכותי ניתנת להתאמה לתנאים המשתנים תדיר בקרבה לחוף. כמו כן, היא מתאימה למהירויות נמוכות, לכושר תמרון גבוה ולניהוג מדוייק המציב את הרובוט התת מימי בנקודה מסויימת.

גדר הוסיף כי "הן ניסויים ממוחשבים שערכנו והן ניסויים 'על רטוב' הדגימו את יכולותיו של וונדה. המערכת הרובוטית הפגינה הצלחה הן בתמרונים במהירויות נמוכות והן ביצועים שכללו תנועה קדימה, לצדדים וסיבוב במקום. עתה אנו בוחנים את יכולתו להישאר באותה הנקודה גם בסביבה של גלים."

הרובוט מיועד לפעול במהירות של שני קשר לשעה ולעמוד בפני גלים הנעים במהירות של שני קשר. ל-וונדה אף יכולת לתאם סדרת תמרונים לקראת תנועה לעבר מיקום שנקבע לו מראש. הכשב"מ מיועד לעבור סדרת ניסויים שיכללו יכולת לשאת מטען ייעודי (מטע"ד). אלו מתוכננים להיערך עוד השנה.