Ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung der University of Bristol hat ein Fisch-Sinnesorgan untersucht, um Einblicke in das kollektive Verhalten zu gewinnen, die für Unterwasserroboter genutzt werden könnten.
Der Fokus des Forschung war das Seitenlinienorgan, das bei afrikanischen Buntbarschen und fast allen anderen Fischarten gefunden wurde. Dieses Organ ermöglicht es Fischen, den Wasserdruck genau zu erfassen und externe Faktoren wie andere Fische, Änderungen im Wasserfluss, Raubtiere und Hindernisse zu erkennen.
Seitenliniensystem bei Fischen
Das Seitenliniensystem umspannt Kopf, Rumpf und Schwanz von Fischen und besteht aus Mechanorezeptoren, die als Neuromasten bekannt sind. Diese Rezeptoren können sich in subdermalen Kanälen oder auf der Hautoberfläche befinden.
Elliot Scott vom Department of Engineering Mathematics der University of Bristol war Hauptautor der Studie.
„Wir haben versucht herauszufinden, ob die verschiedenen Bereiche des lateralen Linie – Die Seitenlinie am Kopf im Vergleich zur Seitenlinie am Körper oder die verschiedenen Arten von Seitenlinien-Sensoreinheiten, wie die auf der Haut oder die darunter, spielen unterschiedliche Rollen dabei, wie der Fisch seine Umgebung wahrnehmen kann durch Umweltbelastungen“, sagte er.
„Wir taten dies auf eine neuartige Weise, indem wir Hybridfische verwendeten, die die natürliche Generierung von Variationen ermöglichten.“
Die Forscher fanden heraus dass das Seitenliniensystem um den Kopf herum einen erheblichen Einfluss auf die Fähigkeit der Fische hat, in der Gruppe zu schwimmen. Eine höhere Anzahl von subdermalen Neuromasten führt zu engerem Schwimmen, während mehr Oberflächen-Neuromasten zu einem getrennteren Schwimmen führen.
Skalierung durch Simulation
Die Mechanismen hinter der Durch Simulation wurde auch gezeigt, dass das Seitenliniensystem in größeren Maßstäben funktioniert. Dies könnte zur Entwicklung eines kostengünstigen Drucksensors für die Unterwasserrobotik führen, insbesondere für die Schwarmrobotik, bei der die Kosten eine große Rolle spielen.
„Diese Ergebnisse liefern ein besseres Verständnis dafür, wie die Seitenlinie Schwärme beeinflusst Verhalten bei Fischen, während er gleichzeitig ein neuartiges Design eines kostengünstigen Drucksensors beisteuert, der für Unterwasserroboter nützlich sein könnte, die in dunklen oder trüben Gewässern navigieren müssen“, sagte Elliot.
Das Team wird sich nun um die Entwicklung bemühen den Sensor noch weiter auszubauen und ihn in eine Roboterplattform zu integrieren, um einem Roboter bei der Navigation unter Wasser zu helfen.