仿生機器魚

仿生機器魚

仿生機器魚作為魚類推進機理和機器人技術的結合點,為研製新型的水下航行器提供了一種新思路,具有重要的研究價值和套用前景。一旦步入套用,仿生機器魚將在複雜危險水下環境作業、軍事偵察、水下救撈、海洋生物觀察、考古等方面發揮重要作用。

簡介

機器魚是科學家們完全按照仿生學原理設計的,體長約50厘米,高15厘米,寬12厘米。這些機器魚的身上將安裝感測器,可以自動監測河水中的各種污染物,並利用GPS裝置將數據適時傳給研究人員。

所有機器魚都具備協同工作的能力,即使沒有科學家的控制,它們也能根據此前設定的程式協同合作。當一條機器魚“嗅出”一片水域中的有害物質時,它們就通過wi-fi無線連線彼此交流數據,然後適時向研究人員和環保部門發出警報。

工作原理

這種機器魚是科學家們根據仿生學原理設計製造的,它們遊動起來酷似真正的鯉魚,身體在發動機的推動下來回擺動,並用鰭和尾來改變它們的遊動方向,其遊動速度可望達每秒半米。

它們將分別配備不同的感測器來探測不同的污染物,之後科學家再用這些數據繪製實時的水污染3D圖,好讓環保部門採取最好辦法來清除這裡的污染物。科學家表示,他們會讓這些機器魚充電一次就能在水中持續遊動24小時。

美國華盛頓大學的研究人員已經成功地研製出三條機器魚,在水中游泳時可互相交流。該機器魚,就像真魚一樣,依靠鰭游泳。機器魚還能追逐獵物,如漂流物或小魚。機器魚的後部有兩片平行於水面的尾舵,隨著尾舵轉動,機器魚可以上浮和下潛。還有一條豎直的尾鰭,用來保證平穩。機器魚唯一的動力來自尾巴。這片尾巴,由後部伸出的一隻機械臂帶動。機器魚模仿的是鮭魚的動作。鮭魚的划水動作看似簡單,其實科學家需要利用專門的仿生學研究其軌跡,得出相應的算法,好指揮機械尾巴運動,做到儘量平滑。

研究目的

埃塞克斯大學的研究人員表示,“泰晤士的污染狀況正在不斷惡化,如果不能確定河水中污染物的方位,污染物泄漏無疑將隨著時間推移而變得愈發嚴重。希望通過這么做(投放機器魚)可以防止向海中排放具有潛在危險的物質。” 如果實驗成功,科學家希望這種機器魚在全球各地得到使用,以阻止污染蔓延。

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