SoFi, Massachusetts Institute of Technology (MIT) Bilgisayar Bilimi ve Yapay Zekâ Laboratuvarı (CSAIL) tarafından geliştirilmiş, yumuşak gövdeli, bağımsız yüzebilen ve akustik komutlarla yönlendirilebilen bir robotik balıktır. Silikon kauçuk ve esnek plastikten üretilmiş olan SoFi, gerçek balıkların yüzme hareketlerini taklit eden hidrolik bir kuyruk sistemi ile çalışır. 18,5 inç uzunluğunda ve yaklaşık 1,6 kilogram ağırlığında olan bu robot, 18 metre derinliğe kadar dalış yapabilir ve su altında 40 dakikaya kadar kesintisiz çalışabilir.
SoFi Okyanus Yüzüşü (MIT CSAIL)
Geliştirilme Amacı
SoFi’nin geliştirilme amacı, su altı ekosistemlerini daha yakından ve müdahale olmaksızın gözlemleyebilecek bir araç tasarlamaktır. Geleneksel denizaltı araçları ve insan dalgıçlar, su altı canlıları üzerinde rahatsız edici etki yaratarak doğal davranışların gözlemlenmesini zorlaştırmaktadır. Bu soruna çözüm getirmek isteyen MIT CSAIL araştırmacıları, deniz canlılarının arasına karışabilecek kadar sessiz ve gerçekçi hareket eden, aynı zamanda yumuşak yapısıyla çevreye zarar vermeyen bir robot tasarlamayı hedeflemiştir.
SoFi, özellikle iklim değişikliği gibi çevresel tehditler karşısında deniz biyolojisi araştırmalarının önem kazandığı bir dönemde, bilim insanlarının mercan resifleri ve deniz yaşamını uzun süreli ve yakından takip edebilmesini sağlamaktadır. Robotun biyomimetik yapısı, onu deniz canlıları için tehdit oluşturmayan bir gözlem aracı hâline getirirken, sessiz çalışması ve akustik kontrolle uzaktan yönlendirilebilmesi, doğal ortamlarda detaylı ve sürekli veri toplanmasını mümkün kılar.
SoFi (Joseph DelPreto/MIT CSAIL)
Tasarım ve Teknik Özellikler
Kuyruk bölümünde yer alan hidrolik tahrik sistemi, robotun balık benzeri salınımlı yüzme hareketleri yapmasını sağlar. Kuyruk, içindeki sıvı basınçla çalışan iki balon benzeri odacığın dönüşümlü olarak şişirilip büzülmesiyle hareket eder. Bu yapı, SoFi’nin yön değiştirerek düz hat üzerinde yüzmesini, dalış yapmasını ve farklı hızlarda ilerlemesini mümkün kılar.
Robotun gövdesi içerisindeki temel bileşenler arasında bir servo motor, lityum polimer batarya (akıllı telefonlarda kullanılan tipte) ve balık gözü lensli bir kamera yer alır. SoFi, su altında 18 metre derinliğe kadar inebilecek biçimde tasarlanmış ve ortalama 21,7 cm/s hızla hareket edebilecek şekilde yapılandırılmıştır. Üç boyutlu hareket kabiliyeti, akustik iletişim modülü sayesinde uzaktan verilen komutlarla sağlanır. Dalgıcın kullandığı özel bir su geçirmez oyun kumandasıyla robot, yön, hız ve dalış derinliği gibi komutlara yanıt verecek şekilde kontrol edilir.
SoFi’nin baş kısmı, elektronik bileşenleri su geçişinden korumak amacıyla bebek yağı ile doldurulmuş, 3B yazıcıyla üretilmiş sert bir hazne içerir. Ayrıca robotun denge kontrolü, gövde içindeki ayarlanabilir ağırlık bölmesi ve basınçla çalışan bir denge kontrol sistemiyle sağlanır. Bu teknik bileşenler, SoFi’nin suda stabil şekilde hareket etmesine ve hedeflenen alanlarda gözlem yapmasına olanak tanır.
SoFi (Joseph DelPreto/MIT CSAIL)
Çalışma Prensibi
SoFi’nin çalışma prensibi, su altı ortamında bağımsız ve sessiz bir şekilde hareket edebilecek şekilde tasarlanmış bir hidrolik tahrik sistemine dayanır. Robotun kuyruk bölümünde yer alan iki balon benzeri odacığa sıvı (genellikle yağ) pompalayan bir motor, bu odacıkların dönüşümlü olarak şişirilmesini ve böylece kuyrukta sağa-sola doğru bükülmelerin oluşmasını sağlar. Bu salınımlı hareket, balıkların yüzme mantığını taklit ederek SoFi’nin ileri doğru hareket etmesini sağlar.
Robotun hareketleri, dalgıcın kullandığı özel bir su geçirmez kontrol cihazı (modifiye edilmiş bir oyun kumandası) aracılığıyla uzaktan yönlendirilir. Bu kontrol sistemi, radyo frekansları ya da optik sinyallerin deniz suyunda etkili olmaması nedeniyle, akustik iletişim üzerinden çalışır. Dalgıç, belirli ses frekanslarıyla SoFi’ye yön, hız ve dalış komutları gönderebilir. Ayrıca robot, dalış sırasında denge ve derinlik kontrolünü gövde içinde yer alan ayarlanabilir ağırlık bölmesi ve basınç kontrollü bir denge sistemiyle sağlar. Bu sistem sayesinde SoFi, düz hat üzerinde yüzme, yön değiştirme ve dikey dalış gibi temel manevraları gerçekleştirebilir.
SoFi (Joseph DelPreto/MIT CSAIL)
Kullanım Alanları
SoFi, özellikle deniz biyolojisi ve ekosistem araştırmalarında kullanılmak üzere geliştirilmiş bir robotik sistemdir. Sessiz ve doğal yüzme hareketleri sayesinde deniz canlılarına minimum rahatsızlık vererek onların doğal davranışlarını gözlemlemeye olanak tanır. Bu özelliği, onu su altı canlılarının yaşam biçimlerinin belgelenmesi, türler arası etkileşimlerin izlenmesi ve davranışsal çalışmaların yürütülmesi gibi biyolojik araştırmalarda kullanılabilir kılar.
Bunun yanı sıra SoFi, mercan resifleri gibi hassas su altı ortamlarında ekosistem sağlığının izlenmesi, çevresel değişikliklerin belgelenmesi ve uzun süreli gözlem çalışmaları için kullanılabilir. Kamera sistemi sayesinde kirlilik, yapı değişimi veya canlı türü çeşitliliği gibi faktörler üzerinde analiz yapılmasına imkân tanır. Ayrıca gelecekte, birden fazla SoFi robotunun birlikte çalışmasıyla sürü (swarm) robot sistemleri kurulması ve deniz ortamının daha geniş ölçekte izlenmesi hedeflenmektedir.
