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仿生技術(shù)讓水下機(jī)器人像魚一樣靈活游動

2025-05-22 13:17:52來源： 科技日報

自然界中，魚類能在水流復(fù)雜多變的水下靈活游動、避開障礙，主要得益于身體兩側(cè)能感知水流變化的側(cè)線系統(tǒng)。記者21日從中國科學(xué)院自動化研究所獲悉，受這一現(xiàn)象啟發(fā)，該所科研人員開發(fā)了一種名為FlowSight的仿生側(cè)線傳感器，讓水下機(jī)器人也能精準(zhǔn)地感知水流變化，像魚兒一樣靈活游動。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《IEEE機(jī)器人匯刊》。

水下機(jī)器人可替代人類完成高危水下作業(yè)。“然而，當(dāng)前水下機(jī)器人存在導(dǎo)航精度不足、難以感知水流信息、智能化水平待提升等問題。”論文第一作者、中國科學(xué)院自動化所助理研究員張?zhí)鞐澱f。

在這項(xiàng)研究中，F(xiàn)lowSight用一根模仿魚類側(cè)線神經(jīng)丘的柔性硅膠觸須進(jìn)行水流傳感。當(dāng)水流碰到觸須時，藏在其內(nèi)部的攝像頭就會拍下觸須彎曲的細(xì)微變化。通過智能分析這些彎曲圖案，設(shè)備就能讀懂水流密碼，直接算出水流速度和方向，測速誤差僅3%，測方向誤差不到1%，完全不需要其他輔助設(shè)備。

同時，科研人員把FlowSight傳感器裝在仿生水下機(jī)器人RoboDact身上做測試。“測試結(jié)果顯示，RoboDact能像真魚一樣，感知到水流變化就自動調(diào)整游動姿勢，不僅能頂著水流前進(jìn)，還能根據(jù)水流情況靈活轉(zhuǎn)向。”張?zhí)鞐澱f，未來其在水下勘探、生態(tài)監(jiān)測等場景大有用處。

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