小小機器魚可能帶來大大的革新

最近更新時間 2021-01-14 12:34:07

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哈佛大學懷斯生物啟發工程研究所的研究人員創造了一套魚形水下機器人,它們可以自動導航和找到彼此,合作執行任務,或者只是平靜地一起學習。

就像無人機在一個接一個的行業中被證明是有用的一樣,水下無人機可能會在生態學、航運業和其他需要卻很難持續在水下環境作業的領域帶來革新。

在過去的幾年中,出現了有趣的新型自動水下航行器(AUV),但最常見的類型是魚雷,這種魚雷對巡航開放水域非常有效,但無法穿越珊瑚礁或碼頭的角落和縫隙。

為此,最實際有效辦法的就是看看大自然是怎麼做。懷斯研究所(Wyss Institute)就非常擅長模仿大自然來創造機器人和機械。

他們製作了一組小型機器魚,名為 Blueswarm 。它們以魚的形狀進行3D打印,並帶有鰭片,而不是螺旋槳和攝像頭。儘管我們都不太可能將這些機器誤認為是真正的魚,但是它們對真正的魚所造成的驚嚇絕對遠遠小於六英尺長的金屬魚雷。Blueswarm 還模仿了自然界在生物發光方面的創新,採用LED 照亮模仿某些魚類和昆蟲發出信號的方式。 Blueswarm 會根據其他機器魚的位置和對周圍生物的識別改變和調整自己的 LED 脈衝。

Blueswarm 使用簡單的攝像頭和前置光電傳感器,通過基本的游泳動作和LED指示燈,自動將自己組織為集體游泳行為,建立簡單的“銑削”模式,以適應新機器魚從任何角度加入的情況。 

機器魚還可以一起完成簡單的任務,例如搜索某些東西。如果該小組的任務是在他們所在的容器中找到一個紅色LED,每條魚都可以獨立去找,但是當其中一個找到目標時,它會改變自己的LED閃爍,以提醒並召喚其他機器魚。

不難想象該技術的廣泛用途。這些機器人可以安全地靠近珊瑚礁和其他自然環境,而不會給海洋生物造成影響,用安裝相機的眼睛監視海洋生物健康狀況或找尋特定物種體。他們可以在碼頭和船隻下方更有效地檢查船體,甚至可以用於搜索和救援。

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