Ważny postęp w dziedzinie robotyki podwodnej osiągnęli naukowcy z California Institute of Technology, którzy nauczyli robotyczny okręt podwodny wykorzystywać turbulencje jako mechanizm napędowy, zamiast z nimi walczyć.
Zespół badawczy pod kierownictwem profesora Johna Dabiriego oraz byłego doktoranta Petera Gunnarsona (obecnie na Brown University) opracował system pozwalający CARL-Botowi wykrywać i wykorzystywać pierścienie wirowe – podwodne odpowiedniki pierścieni dymu – do efektywnego przemieszczania się w wodzie. Wyniki ich badań zostały opublikowane w czasopiśmie PNAS Nexus 12 maja 2025 roku.
„Zastanawialiśmy się, czy pojazdy podwodne mogłyby wykorzystywać turbulentne prądy wodne do napędu i czy zamiast stanowić problem, mogłyby być atutem dla tych mniejszych jednostek” – wyjaśnia Gunnarson, który zbudował CARL-Bota (Caltech Autonomous Reinforcement Learning roBot) podczas studiów na Caltech.
Robot wykorzystuje pojedynczy wbudowany akcelerometr do wykrywania momentu, w którym napotyka pierścień wirowy, a następnie wykonuje precyzyjne manewry, aby ustawić się wewnątrz granicy tego wiru. Po „wciągnięciu” do środka pierścienia robot jest przenoszony na znaczne odległości bez dodatkowego zużycia energii. W testach laboratoryjnych, przeprowadzonych w zbiorniku o długości 16 stóp, ta technika pozwoliła na niemal pięciokrotne zmniejszenie zużycia energii w porównaniu do konwencjonalnych metod napędu.
Chociaż CARL-Bot pierwotnie został wyposażony w sztuczną inteligencję do nawigacji, naukowcy odkryli prostsze podejście do podejmowania decyzji pod wodą. Zespół opracował podstawowe komendy, które pomagają robotowi wykryć lokalizację pierścienia wirowego i ustawić się tak, by „wskoczyć na niego i praktycznie za darmo odbyć przejażdżkę”, jak opisuje to Gunnarson.
To innowacyjne rozwiązanie ma duże znaczenie dla eksploracji oceanów, gdzie małe autonomiczne pojazdy podwodne są często ograniczone pojemnością baterii i mogą być łatwo zdominowane przez prądy morskie. Technologia ta może umożliwić dłuższe misje związane z monitorowaniem środowiska, badaniami oceanograficznymi czy inspekcją infrastruktury podwodnej. Profesor Dabiri ma również nadzieję zastosować te zasady w swoich pracach nad bionicznymi meduzami, potencjalnie tworząc hybrydowe systemy łączące organizmy biologiczne z elektronicznym sterowaniem na potrzeby efektywnej eksploracji oceanów.