小小机器鱼可能带来大大的革新

最近更新时间 2021-01-14 12:34:07

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哈佛大学怀斯生物启发工程研究所的研究人员创造了一套鱼形水下机器人,它们可以自动导航和找到彼此,合作执行任务,或者只是平静地一起学习。

就像无人机在一个接一个的行业中被证明是有用的一样,水下无人机可能会在生态学、航运业和其他需要却很难持续在水下环境作业的领域带来革新。

在过去的几年中,出现了有趣的新型自动水下航行器(AUV),但最常见的类型是鱼雷,这种鱼雷对巡航开放水域非常有效,但无法穿越珊瑚礁或码头的角落和缝隙。

为此,最实际有效办法的就是看看大自然是怎么做。怀斯研究所(Wyss Institute)就非常擅长模仿大自然来创造机器人和机械。

他们制作了一组小型机器鱼,名为 Blueswarm 。它们以鱼的形状进行3D打印,并带有鳍片,而不是螺旋桨和摄像头。尽管我们都不太可能将这些机器误认为是真正的鱼,但是它们对真正的鱼所造成的惊吓绝对远远小于六英尺长的金属鱼雷。Blueswarm 还模仿了自然界在生物发光方面的创新,采用LED 照亮模仿某些鱼类和昆虫发出信号的方式。 Blueswarm 会根据其他机器鱼的位置和对周围生物的识别改变和调整自己的 LED 脉冲。

Blueswarm 使用简单的摄像头和前置光电传感器,通过基本的游泳动作和LED指示灯,自动将自己组织为集体游泳行为,建立简单的“铣削”模式,以适应新机器鱼从任何角度加入的情况。 

机器鱼还可以一起完成简单的任务,例如搜索某些东西。如果该小组的任务是在他们所在的容器中找到一个红色LED,每条鱼都可以独立去找,但是当其中一个找到目标时,它会改变自己的LED闪烁,以提醒并召唤其他机器鱼。

不难想象该技术的广泛用途。这些机器人可以安全地靠近珊瑚礁和其他自然环境,而不会给海洋生物造成影响,用安装相机的眼睛监视海洋生物健康状况或找寻特定物种体。他们可以在码头和船只下方更有效地检查船体,甚至可以用于搜索和救援。

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