自然界中，魚類能在水流復(fù)雜多變的水下靈活游動(dòng)、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(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所獲悉，受到這一現(xiàn)象的啟發(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(dòng)。這為水下機(jī)器人在復(fù)雜水域中自主導(dǎo)航和環(huán)境監(jiān)測(cè)提供了新的解決方案。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)，在深海探測(cè)、資源開發(fā)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用潛力。“然而，當(dāng)前水下機(jī)器人卻存在導(dǎo)航精度不足、難以感知水流信息、智能化水平待提升等問(wèn)題。”論文第一作者、中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所助理研究員張?zhí)鞐澱f(shuō)。
在這項(xiàng)研究中，科研人員開發(fā)的仿生側(cè)線傳感器FlowSight，利用一根模仿魚類側(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(shí)，藏在其內(nèi)部的攝像頭就會(huì)拍下觸須彎曲的細(xì)微變化。通過(guò)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(cè)速誤差僅3%，測(cè)方向誤差不到1%，完全不需要其他輔助設(shè)備。
同時(shí)，科研人員把FlowSight傳感器裝在仿生水下機(jī)器人RoboDact身上做測(cè)試。“測(cè)試結(jié)果顯示，水下機(jī)器人RoboDact能像真魚一樣，感知到水流變化就自動(dòng)調(diào)整游動(dòng)姿勢(shì)，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(shuō)，未來(lái)其在水下勘探、生態(tài)監(jiān)測(cè)等場(chǎng)景大有用處。
自然界中，魚類能在水流復(fù)雜多變的水下靈活游動(dòng)、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(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所獲悉，受到這一現(xiàn)象的啟發(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(dòng)。這為水下機(jī)器人在復(fù)雜水域中自主導(dǎo)航和環(huán)境監(jiān)測(cè)提供了新的解決方案。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)，在深海探測(cè)、資源開發(fā)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用潛力。“然而，當(dāng)前水下機(jī)器人卻存在導(dǎo)航精度不足、難以感知水流信息、智能化水平待提升等問(wèn)題。”論文第一作者、中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所助理研究員張?zhí)鞐澱f(shuō)。
在這項(xiàng)研究中，科研人員開發(fā)的仿生側(cè)線傳感器FlowSight，利用一根模仿魚類側(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(shí)，藏在其內(nèi)部的攝像頭就會(huì)拍下觸須彎曲的細(xì)微變化。通過(guò)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(cè)速誤差僅3%，測(cè)方向誤差不到1%，完全不需要其他輔助設(shè)備。
同時(shí)，科研人員把FlowSight傳感器裝在仿生水下機(jī)器人RoboDact身上做測(cè)試。“測(cè)試結(jié)果顯示，水下機(jī)器人RoboDact能像真魚一樣，感知到水流變化就自動(dòng)調(diào)整游動(dòng)姿勢(shì)，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(shuō)，未來(lái)其在水下勘探、生態(tài)監(jiān)測(cè)等場(chǎng)景大有用處。
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