仿生技术让水下机器人像鱼一样灵活游动

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。（记者陆成宽）