化工儀器網(wǎng)手機(jī)版
移動(dòng)端訪問更便捷
今日焦點(diǎn) Today's Focus
查看更多+-
IG China 2025啟幕 測司儀表賦能氣體產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型
測司儀表(上海)有限公司攜可視化泄露檢測儀ULD5[詳細(xì)]
最新產(chǎn)品 Latest productS
查看更多+天上有無人機(jī)，地上有無人車，水中有機(jī)器魚？
2019年02月18日 11:09:27
來源：中國測試科技資訊平臺 點(diǎn)擊量：16871
機(jī)器魚，顧名思義，制作外形像魚的機(jī)器。隨著陸地資源的逐漸枯竭，人們大規(guī)模地探索和開發(fā)海洋資源，魚類在水中具有非凡的運(yùn)動(dòng)能力，其運(yùn)動(dòng)的高速性和性是早期仿生機(jī)器魚研究重點(diǎn)關(guān)注的問題。
圖 / 真相君
機(jī)器魚，顧名思義，制作外形像魚的機(jī)器。隨著陸地資源的逐漸枯竭，人們大規(guī)模地探索和開發(fā)海洋資源，魚類在水中具有非凡的運(yùn)動(dòng)能力，其運(yùn)動(dòng)的高速性和性是早期仿生機(jī)器魚研究重點(diǎn)關(guān)注的問題。
但水下環(huán)境較陸面復(fù)雜，諸如水深壓強(qiáng)、線路絕緣與防漏、低能見度環(huán)境識別等問題均需考慮，功能各有側(cè)重的仿生機(jī)器人層出不窮。如配備有化學(xué)傳感器的自主機(jī)器魚，能夠在水中游數(shù)小時(shí)，用于發(fā)現(xiàn)污染物質(zhì)，并繪制港口的實(shí)時(shí)三維圖，從而表明當(dāng)前海水中存在什么化學(xué)物質(zhì)以及位于什么地方。這項(xiàng)技術(shù)的開發(fā)將增加港口管理部門監(jiān)視船舶污染、其他類型有害污染物和來自水下管道排放污染物質(zhì)的靈活性和適應(yīng)性，還能促進(jìn)機(jī)器人技術(shù)、化學(xué)分析分析、水下通訊和機(jī)器人智能的進(jìn)步。
圖/翻攝自josys
機(jī)器魚的基本結(jié)構(gòu)分為三部分：頭部(包括魚鰭)，身體，尾部。魚鰭只控制魚的向前游動(dòng)，而身體是魚的主要部分，控制電路及電機(jī)和相關(guān)驅(qū)動(dòng)電路都在其中；尾部可以分為兩部分，都是進(jìn)行左右擺動(dòng)，這兩部分都是通過電機(jī)控制的連桿來操控的。
在魚頭部分裝有兩個(gè)魚須，它代表兩個(gè)簡易的接近傳感器，魚須外覆橡膠套進(jìn)行絕緣，以防止水導(dǎo)電。另外，整個(gè)魚密封設(shè)計(jì)，利用高彈性的橡膠制作魚的外皮。電源部分能夠自動(dòng)感知電源的不足，及時(shí)報(bào)警，由于采用外部密封，所以必須使電源能夠充電而不必經(jīng)常更換電池，只需在魚體上加上外接電源插頭就可以了。
圖 / 《中國測試》
機(jī)器魚的動(dòng)力來自尾巴，這片尾巴，由后部伸出的一只機(jī)械臂帶動(dòng)。機(jī)械臂由大臂和小臂組成，位置有點(diǎn)像尺骨與橈骨。它們分別接到兩只電機(jī)上，做不同運(yùn)動(dòng)。盡管構(gòu)造簡單，合起來就可能構(gòu)成復(fù)雜的動(dòng)作?？梢韵胂笠恢荒弥茸拥氖?mdash;—肘關(guān)節(jié)也可以扭動(dòng)，腕關(guān)節(jié)也可以扭動(dòng)。機(jī)器魚模仿的是魚或海豚的動(dòng)作，魚和海豚尾巴的劃水動(dòng)作看似簡單，其實(shí)需要專門的仿生學(xué)研究其軌跡，得出相應(yīng)的算法，好指揮機(jī)械尾巴運(yùn)動(dòng)，做到盡量平滑。
機(jī)器魚無論是靠身體擺動(dòng)還是魚鰭擺動(dòng)，都需要人為控制。這個(gè)控制部分代表魚形機(jī)器人的大腦和核心。采用無線控制，可以把控制器如單片機(jī)放在機(jī)器魚內(nèi)部，同時(shí)通過遙控器對單片機(jī)進(jìn)行簡單控制。無線電發(fā)射臺傳輸正確信號，機(jī)器魚內(nèi)部有一個(gè)無線接受裝置，接受到信號以后，向各個(gè)子系統(tǒng)發(fā)出控制信號，所以機(jī)器魚能按規(guī)定的指令執(zhí)行動(dòng)作。
機(jī)器魚安裝有自主導(dǎo)航裝置，不需實(shí)時(shí)控制便在港口周圍游動(dòng)。在電池電量變低時(shí)，它們會自動(dòng)游回充電站充電，在游回的時(shí)候，會同時(shí)將水質(zhì)數(shù)據(jù)通過無線局域網(wǎng)傳送給研究人員。如果穩(wěn)定性良好，機(jī)器魚就可用來監(jiān)測世界各地河流、湖泊和海洋的污染。它們會一直對污染物進(jìn)行監(jiān)視。當(dāng)某一條魚發(fā)現(xiàn)某種物質(zhì)后，會向其他同伴發(fā)送信息，然后它們會聚集在發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的區(qū)域來共同探測。
圖 / 翻攝自cheapohippo
機(jī)器魚可以用很小的能量進(jìn)行長距離游動(dòng)，因此更適合在長時(shí)間無能源補(bǔ)充及遠(yuǎn)距離條件下執(zhí)行任務(wù)。機(jī)器魚小巧、靈活，更適合在狹窄、復(fù)雜和動(dòng)態(tài)的水下環(huán)境中進(jìn)行監(jiān)測、搜索、勘探、救援等作業(yè)，將應(yīng)用于水生生物的觀察、水下抓取、水下考古等方面。
中科院自動(dòng)化所研制的機(jī)器魚
在人工智能技術(shù)飛速發(fā)展的今天，仿生機(jī)器魚必會與智能算法結(jié)合，它更加靈活、聰明的一面將會展現(xiàn)在大家眼前。
相關(guān)閱讀 Related Reading
查看更多+版權(quán)與免責(zé)聲明
- ①凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
