In un importante progresso nel campo della robotica subacquea, i ricercatori del California Institute of Technology hanno insegnato a un sottomarino robotico a utilizzare la turbolenza come meccanismo di propulsione invece di contrastarla.
Il team di ricerca, guidato dal professor John Dabiri e dall’ex dottorando Peter Gunnarson (ora alla Brown University), ha sviluppato un sistema che permette al loro CARL-Bot di rilevare e sfruttare gli anelli di vortice—l’equivalente subacqueo degli anelli di fumo—per viaggiare in modo efficiente nell’acqua. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista PNAS Nexus il 12 maggio 2025.
"Stavamo riflettendo su come i veicoli subacquei potessero utilizzare le correnti turbolente per la propulsione e ci siamo chiesti se, invece di rappresentare un problema, potessero essere un vantaggio per questi veicoli più piccoli", spiega Gunnarson, che ha costruito il CARL-Bot (Caltech Autonomous Reinforcement Learning roBot) durante il suo periodo al Caltech.
Il robot utilizza un singolo accelerometro di bordo per percepire quando incontra un anello di vortice, quindi esegue manovre precise per posizionarsi all’interno del confine materiale del vortice. Una volta intrappolato nel vortice, il robot viene trasportato per distanze considerevoli senza consumare ulteriore energia. Nei test di laboratorio, condotti in una vasca lunga 5 metri, questa tecnica ha permesso di ottenere una riduzione del consumo energetico quasi cinque volte superiore rispetto ai metodi di propulsione convenzionali.
Sebbene il CARL-Bot fosse stato inizialmente progettato con capacità di intelligenza artificiale per la navigazione, i ricercatori hanno scoperto un approccio più semplice per la presa di decisioni sott’acqua. Il team ha sviluppato comandi di base che aiutano il robot a rilevare la posizione di un anello di vortice e a posizionarsi per "saltare a bordo e farsi trasportare praticamente gratis", come lo descrive Gunnarson.
Questa innovazione ha importanti implicazioni per l’esplorazione oceanica, dove i piccoli veicoli autonomi subacquei sono spesso limitati dalla durata della batteria e possono essere facilmente sopraffatti dalle correnti marine. La tecnologia potrebbe consentire missioni di più lunga durata per il monitoraggio ambientale, la ricerca oceanografica e l’ispezione di infrastrutture subacquee. Il professor Dabiri spera inoltre di applicare questi principi al suo lavoro sulle meduse bioniche, con la prospettiva di creare sistemi ibridi che combinino organismi biologici e controlli elettronici per un’esplorazione oceanica più efficiente.