В спокойной воде маршрут ясен: достаточно держать курс на цель. Но в бурных, хаотичных потоках, где направление и сила течения постоянно меняются, роботу нужна принципиально иная стратегия. Обычные инженерные подходы предполагают построение точной карты течений, однако в реальности получить такую карту практически невозможно — турбулентная среда слишком сложна и изменчива. Природа же идёт иным путём: рыбы не имеют глобальной карты, но чувствуют давление воды и локальные водовороты прямо у поверхности своего тела, мгновенно реагируя на изменения.
В виртуальной симуляции бурного потока исследователи обучали роботов добираться до заданной цели, оснащая их разными «органами чувств» — сенсорами, имитирующими биологические механорецепторы. Одни роботы знали лишь направление на цель, другие измеряли локальную скорость воды в точке своего положения, третьи — её вращение, или завихрённость (вихрь — мера локального вращения жидкости). Некоторые модели запоминали несколько последних замеров, чтобы учитывать недавнюю историю толчков и сдвигов — подобно пловцу, который помнит, куда его несло секунду назад, и корректирует движения, опираясь на этот краткосрочный опыт.
Парадоксальный итог: роботы с датчиками вращения (завихрённости) точнее выходили на цель, зато чувствительные к локальной скорости экономили силы, находя менее энергозатратные пути. Но стоило дать роботу общую картину течений — глобальную информацию о поле скоростей, — как навигационные навыки рушились. Избыток информации запутывал алгоритм обучения, тогда как скромная местная память, опирающаяся всего на несколько недавних измерений, давала надёжный курс в хаосе потоков.
Боковая линия рыб не только заменяет им целый набор датчиков, но и работает без участия мозга — это рефлекс, позволяющий мгновенно уклоняться от хищников.