Nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ khoa học quốc gia Mỹ. Các dự án giám sát môi trường biển của quỹ này đang được đầu tư rất lớn sau sự cố tràn dầu ở Vịnh Mexico vào năm 2010. >>> Robot cá phát hiện nước ô nhiễm Cả hai môi trường biển và nước ngọt hiện nay đang phải đối mặt với mối đe doạ liên tục ...
Nghiên cứu này được tài trợ bởi Quỹ khoa học quốc gia Mỹ. Các dự án giám sát môi trường biển của quỹ này đang được đầu tư rất lớn sau sự cố tràn dầu ở Vịnh Mexico vào năm 2010.
>>> Robot cá phát hiện nước ô nhiễm
Cả hai môi trường biển và nước ngọt hiện nay đang phải đối mặt với mối đe doạ liên tục từ biến đổi khí hậu, ô nhiễm công nhiệp và nguồn nước thải. Việc giám sát chất lượng nước và theo dõi nồng độ các chất độc hại gây ô nhiễm là rất cần thiết để đảm bảo sự an toàn cho các hệ sinh thái thuỷ, hải sản. Một ví dụ điển hình là trong các vụ tràn dầu. Nếu kiểm soát được tốc độ lan rộng của vụ tràn, chúng ta có thể giảm thiểu thiệt hại xuống mức thấp nhất cho môi trường biển.
Robot cá sẽ giúp các nhà khoa học tuần tra và giám sát môi trường nước. (Ảnh Livescience).
Tuy nhiên, việc giám sát các yếu tố trong môi trường nước là không hề dễ dàng. Các đặc tính của nước thay đổi liên tục theo thời gian và địa điểm đòi hỏi các thiết bị cũng phải lấy mẫu liên tục. Đó là điều không thể đổi với các bộ cảm biến cố định thường được dùng trong việc nghiên cứu dưới nước hiện nay. Chính vì điều này, một giáo sư kĩ thuật điện và máy tính của trường đại học Michigan, ông Xiaobo Tan, đã nghiên cứu và phát triển một đội cá robot tuần tra môi trường biển.
Đội tuần tra đặc biệt này là những robot cá nhỏ nhưng mang trên mình rất nhiều cảm biến và các thiết bị hỗ trợ truyền dữ liệu không dây. Chúng sẽ tạo thành một mạng lưới cảm biến di động trong môi trường nước để tiến hành giám sát chất lượng nước và thu thập các thông tin cần thiết cho việc nghiên cứu.
Với kết cấu thuỷ động lực học đặc biệt, các chú cá robot này có thể chuyển động dễ dàng dưới nước nhờ các động cơ trên cơ thể và chuyển động của vây. Về cơ bản, cá robot có những đặc tính lai giữa loài cá trong tự nhiên và tàu lượn dưới nước. Bằng cách sử dụng chủ yếu chuyển động trượt để di chuyển và chỉ sử dụng chuyển động đuôi khi cần thiết, cá robot có thể làm việc trong thời gian dài dưới nước mà không cần phải sạc pin.
Tham khảo: Livescience
Các hệ sinh thái biển và nước ngọt đang chịu nhiều mối đe dọa liên tục từ biến đổi khí hậu, ô nhiễm công nghiệp và nguồn nước thải. Trong bối cảnh đó, việc giám sát chất lượng nước và theo dõi nồng độ các chất độc hại được xem là cần thiết để bảo đảm an toàn cho hệ sinh thái thủy sinh và nguồn hải sản. Nghiên cứu về cá robot tuần tra môi trường biển được tài trợ bởi Quỹ khoa học quốc gia Mỹ.
Sau sự cố tràn dầu xảy ra tại Vịnh Mexico năm 2010, các dự án giám sát môi trường biển của quỹ này được đầu tư với quy mô lớn. Tràn dầu là một ví dụ cho thấy việc theo dõi các yếu tố trong môi trường nước có ý nghĩa quan trọng đối với công tác bảo vệ biển. Nếu tốc độ lan rộng của dầu được kiểm soát, thiệt hại đối với môi trường biển có thể được giảm xuống mức thấp nhất.
Tuy nhiên, việc giám sát môi trường nước gặp nhiều khó khăn do các đặc tính của nước liên tục thay đổi theo thời gian và địa điểm. Những thay đổi này đòi hỏi thiết bị phải lấy mẫu thường xuyên để phản ánh đúng tình trạng môi trường. Các cảm biến cố định thường được sử dụng trong nghiên cứu dưới nước không dễ đáp ứng yêu cầu lấy mẫu liên tục đó.
Trước vấn đề này, Xiaobo Tan, giáo sư kỹ thuật điện và máy tính tại Đại học Michigan, đã nghiên cứu và phát triển một đội cá robot. Đây là những robot có kích thước nhỏ, được trang bị nhiều cảm biến cùng các thiết bị hỗ trợ truyền dữ liệu không dây. Chúng được thiết kế để tuần tra và giám sát môi trường nước trong các khu vực cần nghiên cứu.
Đội cá robot có thể tạo thành một mạng lưới cảm biến di động trong môi trường nước. Mạng lưới này giúp tiến hành giám sát chất lượng nước và thu thập những thông tin cần thiết cho hoạt động nghiên cứu. So với các thiết bị chỉ đứng yên tại một vị trí, các robot có khả năng di chuyển để tiếp cận những khu vực khác nhau trong môi trường nước.
Các cảm biến gắn trên robot có nhiệm vụ thu thập dữ liệu liên quan đến chất lượng nước và những chất có khả năng gây ô nhiễm. Việc thu thập thông tin ở nhiều thời điểm và địa điểm có thể hỗ trợ các nhà khoa học theo dõi sự thay đổi của môi trường. Những dữ liệu này đặc biệt hữu ích trong các tình huống cần quan sát quá trình lan rộng của chất ô nhiễm.
Về cấu tạo, cá robot sở hữu kết cấu thủy động lực học đặc biệt giúp chúng di chuyển dưới nước. Động cơ được bố trí trên cơ thể robot, kết hợp với chuyển động của vây để tạo lực đẩy. Thiết kế này giúp robot có những đặc tính kết hợp giữa cá trong tự nhiên và tàu lượn dưới nước.
Cá robot chủ yếu sử dụng chuyển động trượt để di chuyển và chỉ dùng chuyển động của đuôi khi cần thiết. Nhờ cách vận hành này, robot có thể hoạt động trong thời gian dài dưới nước mà không cần sạc pin. Nhóm robot được kỳ vọng sẽ trở thành công cụ hỗ trợ các nhà khoa học trong việc tuần tra, giám sát và nghiên cứu chất lượng môi trường biển.
