|
1 k8 s# V- [4 k% V# f5 {# R
近日，一如下图所示的奇特鱼种在游曳于珊瑚礁时被发现，它通体白色，游动姿势和速率与普通鱼类无异，不过此前并无关于它的观测记录。 ; Y* Y( c1 P5 _4 m" U' \5 J0 M
好了，关子就卖到这里，原来这是麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室（CSAIL）打造的一台名叫Soft Robotic Fish，简称SoFi的鱼形机器人。关于它的研究报告也发表在了《科学机器人》上，其中指出Sofi新颖的设计巧妙地解决了困扰海洋机器人界的几大难题。 `' e/ {: `+ ^
第一，通讯。由于无线电波在水中不易传导，水下机器人通常要与船只紧密联结才能被控制。据Sofi项目的领头人，CSAIL的机器人专家Robert Katzschmann称：“射频通信在水下只能覆盖几厘米的范围，而声信号可以在降低能耗的同时传播得更远。”利用声信号，潜水员就可以在大约21米外遥控Sofi。
* q; }' S9 l$ ~* V8 B+ F / C1 |$ n9 r, {# j# ^( u1 p
图 | 在水下远程遥控Sofi : M' |% n# M$ F7 B8 {& k
第二，传统的安装于机器人上的制动马达比较笨重，而且产生的动力并不稳定。而Sofi隶属于近年来新兴的机器人品种——软体机器人。软体机器人的特点一是软，二就是利用空气或油来行进。Sofi的尾巴内有两个独立的中空空间，据Katzschmann描述，“Sofi内置的泵可以让水在这两个空间内不停循环，这样它的尾巴就可以摆动和弯曲了。”这也是Sofi在游动姿态上与普通鱼类无异的原因。
) b. ]1 I h2 j; [5 B. k) m 第三，机器人要像鱼一样游动是很消耗能量的。通常鱼类需要在水中不停移动并调整自己的位置，以保持固定的深度，因此它们进化出了专门储藏气体、增加浮力的鳔。而Sofi也将这一点纳入到了自己体内：它内置一个能由活塞实现增压减压的圆柱形“鳔状物”。而且与通常有大量注满空气的空间的传统机器人不同，Sofi内部装有电子器件的“隔间”都注入了油，这也在赋予它更高的结构完整性的同时，更好地控制了它的内部压强，因此Sofi能轻易地下潜约18米的距离。
# P9 Y# c/ s: {/ Q X2 D6 ^ Sofi与普通鱼类高度相似的外形和功能，在未来会给鱼类学家带来很大便利。通常当他们尝试接近鱼类时，鱼群会因担惊受怕而快速散开，而当Sofi入水测试时，科研团队发现它周围的鱼似乎都将它当作了同类，有些甚至因好奇而主动接近它。 . i7 E" w1 l6 e; a1 n
- m" U/ |/ Q% N8 A. D% X
图 | Sofi在水下的视角
: g7 s. @; ]6 A. d4 J. P6 p3 e 此外，Sofi可以被远程遥控的特点也能供科学家利用。它的研发团队表示他们正在尝试将计算机视觉技术引用到Sofi身上，这样它就能“跟踪”指定的鱼或鱼群。对于海洋科学家来说，他们由此就可以更轻松地研究鱼类集群运动，以及监测目前日益严峻的海洋环境下鱼群的健康问题。
) Q3 h% [ o- E- H; B" }
: A2 [, l- E% b/ S( b8 ^. _& S; N
' [- h9 j, J/ C& A! u) ^6 D
. ]1 G& k6 r6 G2 Y* W: f0 `9 s* J# m! B. I
| 
