Kalifornian teknillisen instituutin (Caltech) tutkijat ovat ottaneet merkittävän askeleen vedenalaisessa robotiikassa opettamalla robottisukellusveneen hyödyntämään turbulenssia liikkumisen voimanlähteenä sen sijaan, että se taistelisi sitä vastaan.
Professori John Dabirin ja entisen jatko-opiskelijan Peter Gunnarsonin (nykyisin Brownin yliopistossa) johtama tutkimusryhmä kehitti järjestelmän, jonka avulla CARL-Bot pystyy tunnistamaan ja hyödyntämään pyörteitä – vedenalaisia savurenkaiden vastineita – liikkumiseen tehokkaasti veden läpi. Tutkimustulokset julkaistiin PNAS Nexus -lehdessä 12. toukokuuta 2025.
"Pohdimme, voisivatko vedenalaiset laitteet käyttää turbulentteja virtauksia liikkumiseensa ja voisiko tämä olla pienille laitteille etu, ei ongelma", selittää Gunnarson, joka rakensi CARL-Botin (Caltech Autonomous Reinforcement Learning roBot) opiskellessaan Caltechissa.
Robotti käyttää ainoastaan yhtä sisäistä kiihtyvyysanturia tunnistaakseen, milloin se kohtaa pyörteen, ja suorittaa sitten tarkkoja liikkeitä asemoituakseen pyörteen materiaalisen rajan sisälle. Kun robotti on päässyt pyörteen vietäväksi, se kulkee pitkiä matkoja kuluttamatta lisäenergiaa. Laboratoriotesteissä 16-jalkaisessa vesialtaassa tämä tekniikka vähensi energiankulutusta lähes viisinkertaisesti verrattuna perinteisiin liikkumismenetelmiin.
Vaikka CARL-Bot suunniteltiin alun perin tekoälypohjaisella navigoinnilla, tutkijat löysivät yksinkertaisemman ratkaisun vedenalaiseen päätöksentekoon. He kehittivät peruskäskyjä, joiden avulla robotti tunnistaa pyörteen sijainnin ja asemoituu niin, että se voi "hypätä kyytiin ja saada kyydin käytännössä ilmaiseksi", kuten Gunnarson kuvailee.
Tämä innovaatio voi mullistaa merten tutkimuksen, sillä pienet autonomiset vedenalaiset laitteet ovat usein rajoittuneita akun kestoon ja voivat helposti jäädä voimakkaiden virtauksien armoille. Teknologia mahdollistaa pidemmät tutkimusmatkat ympäristön seurannassa, merentutkimuksessa ja vedenalaisten rakenteiden tarkastuksessa. Professori Dabiri toivoo myös voivansa soveltaa näitä periaatteita bionisten meduusojen tutkimuksessaan, mikä voisi johtaa hybridijärjestelmiin, joissa biologiset organismit ja elektroninen ohjaus yhdistyvät tehokkaaseen merten tutkimukseen.