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有没有一条鱼能横跨南北极？
不久前 ， 《未来中国》里就展示了这样一条鱼 。 它不是真的鱼 ， 却能骗过鱼群 ， 给它们“领航”；它能和同伴像模像样地玩“水上足球”；甚至把它拿在手里 ， 它还要“倔强”地摇摆尾巴 。
玩“水上足球”的仿生机器鱼
这是一种仿生机器鱼 ， 由北京大学谢广明团队仿中华锦鲤而成 。 但这可不代表仿生机器鱼只能做到这么大 。
就在今年2月 ， 世界首条仿生鲸鲨在上海海昌海洋公园亮相 ， 身长足有4.7米 。 体型庞大 ， 可做起水下表演来 ， 灵活得很 。
如果不说出来 ， 谁能想到这条庞然大物居然是“假鱼” 。
本质上来说 ， 仿生机器鱼其实是一种水下机器人 。 但为什么要让它做得“像鱼”呢？这就值得说道了 。
为什么要研究机器鱼？如果把一条机器鱼拆开 ， 它可能是长这样的：
这两张图曾出现在谢广明教授的演讲中 。 他们挑了一条外观漂亮的锦鲤 ， 通过低温速冻将其冻硬后 ， 用三维扫描把外观数据测量好 ， 搭建数据模型 ， 再用3D打印技术 ， 打印出一个仿生壳体 。 但要以假乱真 ， 还需要更精细的控制算法 ， 让机器鱼动起来 。
为什么要追求“像鱼”呢？
一个事实是：1994年 ， 美国麻省理工学院才研制成功第一条真正意义上的仿生机器金枪鱼 。 它能够在多处理器控制下 ， 通过摆动躯体和尾鳍 ， 像真鱼一样游动 。 此前 ， 世界上的水下机器人多以螺旋桨的方式来推进 。
对科学家们来说 ， 螺旋桨不是一个好的推进方式 。 它的推进效率太低 ， 转弯很费力 ， 还很容易被水下声纳探测到 。 而机器鱼最大的进步就在于 ， 它没有螺旋桨 ， 在游行速度和灵活性等方面拥有巨大的提升潜力 。
目前 ， 单是人类命名的鱼就超过3万多种 。 它们天然了解水下世界 ， 有的适合在浅滩 ， 有的可以深潜几万米 ， 有的机动灵活 ， 还有的擅长长途袭游 。 对科学家来说 ， 让水下机器人像鱼 ， 也就意味着它们能在更多应用场景中有用武之地 。
比如：仿箱鲀机器鱼 ， 像箱鲀一样拥有一个盒子式的奇特外观 ， 可以在复杂的水环境下保持稳定的机动性 。
通过模仿发光章鱼捕食行为 ， 可以制造出具有独特抓取能力的新型软体抓取手 ， 在水下打捞、物流分类、流水线上异类物体的选择和放置等方面大展拳脚 。
机器鱼的“卧底”行为能够引导真鱼洄游繁殖 。 而文章开头提到的仿生鲸鲨 ， 不仅可以水下表演 ， 搭载传感器后还能进行水质监测等活动 。
机器鱼的前途2月28日 ， 科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）发布2021年度中国科学十大进展 。 浙江大学教授李铁风研究组主导的“自供电软机器人成功挑战马里亚纳海沟”研究 ， 榜上有名 。
软机器人在马里亚纳海沟万米深海驱动实验
这是一条有“翅膀”的机器鱼 。 其原型是超深渊狮子鱼 。 “翅膀”模仿的是狮子鱼的柔性胸鳍 ， 可以通过节律性扑翅实现游动 。
中国科学院深渊科考队曾在马里亚纳海沟和雅浦海沟 ， 通过着陆器获取过7000多米海底的多个狮子鱼样本 。 研究发现 ， 狮子鱼骨骼细碎分布在凝胶状的柔软身体中 ， 能承受近百兆帕的压力 ， 相当1000个大气压强 。
这种压力 ， 曾被李铁风教授形容为“一吨重的小汽车全压在指尖上” 。 搞清楚其中缘故 ， 就意味着 ， 当机器鱼的硬质器件也能分散融入软体之中 ， 也能像狮子鱼一样 ， 即便看起来没有耐压外壳 ， 也能“以柔克刚” ， 承受住万米级别的深海静水压力 。
这样的创新 ， 是国际首次 。 而现实中 ， 这种机器鱼也的确成功实现在马里亚纳海沟万米海底操控实验 ， 并在南海3224米深处实现深海航行 。
汪品先院士
“人类进入海洋 ， 不光是要打破深度 ， 是要做事情的 。 ”
汪品先院士谈到深海机器人的前景时表示 ， 人类在海底受到的限制极多 ， 但有了能在深海自如运行的机器人 ， 不仅能够助力深海作业 ， 还有可能把相关的实验室、气象站“搬”进深海 ， 加速人类自主探索海底世界的进程 。
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