У значному прориві для підводної робототехніки дослідники з Каліфорнійського технологічного інституту навчили підводного робота використовувати турбулентність як механізм руху, а не боротися з нею.
Дослідницька група під керівництвом професора Джона Дабірі та колишнього аспіранта Пітера Гуннарсона (нині працює в Університеті Брауна) розробила систему, яка дозволяє їхньому CARL-Bot виявляти та використовувати кільцеві вихори — підводні аналоги димових кілець — для ефективного пересування у воді. Їхні результати були опубліковані в журналі PNAS Nexus 12 травня 2025 року.
«Ми обмірковували, як підводні апарати можуть використовувати турбулентні водні потоки для руху і замислилися: а що, якщо замість проблеми вони стануть перевагою для цих менших апаратів?» — пояснює Гуннарсон, який створив CARL-Bot (Caltech Autonomous Reinforcement Learning roBot) під час навчання в Caltech.
Робот використовує лише один вбудований акселерометр для виявлення моменту, коли він потрапляє у кільцевий вихор, після чого виконує точні маневри, щоб розташуватися всередині матеріальної межі вихору. Опинившись у вихорі, робот пересувається на значні відстані без додаткових витрат енергії. У лабораторних випробуваннях у 5-метровому резервуарі ця техніка забезпечила майже п’ятикратне зниження енергоспоживання порівняно з традиційними методами руху.
Хоча CARL-Bot спочатку був оснащений штучним інтелектом для навігації, дослідники виявили простіший підхід до прийняття рішень під водою. Команда розробила базові команди, які допомагають роботу визначати місцезнаходження кільцевого вихору і розташовуватися так, щоб «осідлати хвилю та фактично їхати безкоштовно», як описує це Гуннарсон.
Ця інновація має велике значення для океанічних досліджень, де малі автономні підводні апарати часто обмежені зарядом батареї та можуть легко піддаватися впливу океанічних течій. Технологія може дозволити проводити триваліші місії з моніторингу довкілля, океанографічних досліджень та інспекції підводної інфраструктури. Професор Дабірі також сподівається застосувати ці принципи у своїй роботі з біонічними медузами, потенційно створюючи гібридні системи, що поєднують біологічні організми з електронним керуванням для ефективного дослідження океану.