中国科技报 05月22日 03:27
[今日要闻] 仿生技术让水下机器人像鱼一样灵活游动
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中国科学院自动化研究所科研人员受鱼类侧线系统启发,开发出FlowSight仿生侧线传感器,提升水下机器人的水流感知能力。该传感器通过模仿鱼类侧线神经丘的柔性硅胶触须进行水流传感,利用内部摄像头捕捉触须弯曲的细微变化,智能分析弯曲图案,从而精确计算水流速度和方向,测速和测方向误差均很小。实验表明,装备FlowSight传感器的仿生水下机器人RoboDact能像真鱼一样感知水流并调整姿态,未来在水下勘探、生态监测等领域具有广阔应用前景。

🌊FlowSight仿生侧线传感器模仿鱼类侧线神经丘,使用柔性硅胶触须进行水流传感,提升水下机器人的水流感知能力。

📸传感器内部藏有摄像头,用于捕捉触须在水流作用下弯曲的细微变化,通过智能分析弯曲图案,设备能够精确计算水流速度和方向。

🤖装备FlowSight传感器的仿生水下机器人RoboDact,能够像真鱼一样感知水流变化并自动调整游动姿势,实现顶流前进和灵活转向。

🔬FlowSight传感器测速误差仅3%,测方向误差不到1%,无需其他辅助设备,即可实现精准的水流信息获取。

    科技日报北京5月21日电 (记者陆成宽)自然界中,鱼类能在水流复杂多变的水下灵活游动、避开障碍,主要得益于身体两侧能感知水流变化的侧线系统。记者21日从中国科学院自动化研究所获悉,受这一现象启发,该所科研人员开发了一种名为FlowSight的仿生侧线传感器,让水下机器人也能精准地感知水流变化,像鱼儿一样灵活游动。相关研究成果在线发表于《IEEE机器人汇刊》。

    水下机器人可替代人类完成高危水下作业。“然而,当前水下机器人存在导航精度不足、难以感知水流信息、智能化水平待提升等问题。”论文第一作者、中国科学院自动化所助理研究员张天栋说。

    在这项研究中,FlowSight用一根模仿鱼类侧线神经丘的柔性硅胶触须进行水流传感。当水流碰到触须时,藏在其内部的摄像头就会拍下触须弯曲的细微变化。通过智能分析这些弯曲图案,设备就能读懂水流密码,直接算出水流速度和方向,测速误差仅3%,测方向误差不到1%,完全不需要其他辅助设备。

    同时,科研人员把FlowSight传感器装在仿生水下机器人RoboDact身上做测试。“测试结果显示,RoboDact能像真鱼一样,感知到水流变化就自动调整游动姿势,不仅能顶着水流前进,还能根据水流情况灵活转向。”张天栋说,未来其在水下勘探、生态监测等场景大有用处。

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