在几次与水下生物的近距离接触中,机器鱼观察到了鱼类之间的互动


在几次与水下生物的近距离接触中,机器鱼观察到了鱼类之间的互动

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机器鱼在几次与水下生物的近距离接触中观察到了鱼类之间的互动 。 科学家观察到 , 机器鱼不会导致其他鱼在这些近距离接触中逃跑 , 即使在不到一米的范围内 。 如电影所示 , 在机器人下方几厘米处有多条鱼平行游动 , 同时也从镜头前几厘米处经过 。 在这些情况下 , 当机器鱼接近它们时 , 鱼似乎没有改变它们的游动轨迹 , 这表明机器鱼有潜力融入自然的水下环境 。

科学家展示了一种无系绳的软体机器鱼 , 演示了长时间和持续的水下遥控操作 。 虽然大多数软体机器人都是气动驱动的 , 科学家的液压驱动软致动器可以在长达40分钟的时间内 , 在几百米的范围内进行长时间的不系绳游泳 。 液压系统可以执行低至高频率的尾驱动 , 以实现一定范围的游泳速度 , 并可以通过调整尾波动的基线偏转来执行转弯 。 潜水飞机和BCU可以实现垂直游泳 。

机器人顶端安装了一个摄像头 , 允许潜水员远程探索和捕捉海洋生物和环境的特写记录 。 声学通信系统提供了一种紧凑的、软件定义的调制方案 , 用于传输数据 , 对来自复杂环境的大量噪声和干扰具有鲁棒性 。 在包括障碍物、噪声源和多路径效应在内的开放海洋珊瑚礁中 , 机器鱼能够在高达10米的距离内每秒传输一次16位字 。 这成功地使潜水员能够发送高级命令 , 导航机器鱼 , 观察海洋生物和探索它们的环境 。 研究人员证明了机器鱼可以在自然环境中导航 。

下一步是使用机器鱼作为一种工具(i)研究在没有人类干扰的情况下 , 长时间内海洋生物的行为 , 研究机器鱼是否可以用来影响海洋生物的行为 , 以及创建机器人群体 。 这些研究方向是由机器鱼实现的 , 是未来工作的主题 。 机器鱼可以在不同的规模上创建 , 但它的游泳行为取决于它的大小 。 较小的机器鱼几乎不能克服洋流 , 需要外部动力 , 而较大的机器鱼更难原型化 , 也更难被潜水员处理 。

机器鱼目前可以每秒游0.51个体长 , 与其他机器鱼原型相当 , 但仍有空间提高到真正的鱼每秒2到10个体长 。 进一步优化机器鱼的泵系统、尾部几何形状和外部轮廓可以提高游泳效率 。 潜水飞机只能在有限的深度范围内提供微调控制 。 一旦超过了这个范围 , 鱼的漂浮压力就会变得如此之大 , 以至于反过来的潜水飞机将不允许回到原来的深度;潜水员必须在潜水过程中手动调整重量 , 以改变到另一个深度范围 。

使用BCU模的异步控制可以增加俯仰控制 , 尽管BCU的潜水速度和范围仍受到限制 。 可以通过增大机身来增加速度和航程 , 以适应更大的潜水飞机或BCU活塞 , 同时平衡增加的阻力 。 将机尾设计升级为四个流控室 , 而不是两个流控室 , 每个象限一个流控室 , 还可以通过机尾在垂直平面上的偏置波动来实现垂直方向的转向 。 改进声调制解调器可以让潜水员走得更远 。

【在几次与水下生物的近距离接触中,机器鱼观察到了鱼类之间的互动】通过优化调制参数 , 实现跳频等不同协议 , 优化换能器和放大器电路 , 降低电机噪声 , 可以提高数据速率和检测器的鲁棒性 。 此外 , 调制解调器可以扩展到控制多个机器人或双向 , 并为潜水员提供实时反馈 。 集成相机能够实现更多的自主测量能力 。 单目自我定位将使鱼能够建立水下环境的地图 , 并进一步探索它 。 潜水员可以远程控制更高级别的任务参数 , 如探索区域或追踪特定的海洋生物 , 而不是使用声学通信来进行较低级别的设置 , 如推力和深度 。

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