作者:秋凌 来源:新浪环球地理 发布时间:2009-11-6 11:08:05
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揭秘海洋仿生机器人:机器鱼似宝石
 
据美国国家地理网站报道,目前,全世界的研究人员都在研制外形和功能均与水生动物类似的仿生机器人,原因在于:这些灵感来自于大自然的机器人工作效率通常要高于机器人家族其它更为呆板和笨重的成员。
 
1.机器人Gymnobot
 

机器人Gymnobot(图片提供:Nic Delves-Broughton, University of Bath )
 
看上去,图片为我们呈现的似乎是一条鱼,一条可以在水中游动的鱼。而实际上,它却是一个机器人。具体地说,是由英国巴斯大学受亚马逊刀鱼启发研制的机器人Gymnobot。
 
Gymnobot打造者、巴斯大学的威廉·梅吉尔表示:“这是一款类鱼机器人,全身都是充当其推进器的肌肉组织。但这种设计尤其不利于安装电路板。”为了获得更大空间容纳照相机以及其它电子设备,梅吉尔的研究小组从刀鱼身上获得灵感——刀鱼能够让身体保持“僵硬”状态以在水中感应电流。同样地,Gymnobot可利用底部刀片般的“鱼鳍”推动自己在水中前行,同时让身体处于僵硬状态。
 
梅吉尔及其同事希望,这款机器人能够用于研究生活在靠近海岸的海洋生物。在这些区域,推进器往往会卷起很多沉淀物或者被海草缠绕,不利于科学家对其进行研究。
 
2.宝石般的机器鱼
 

宝石般的机器鱼(图片提供:Adrian Dennis, AFP/Getty Images )
 
照片于2005年10月7日在伦敦水族馆拍摄,一名儿童正在饶有兴趣地观看一条好似宝石般的机器鱼。不久之后,5条类似的机器鱼将被部署到西班牙海岸,执行搜寻水中污染物的巡逻任务。
 
这种机器鱼身长4.9英尺(约合1.5米),由英国艾塞克斯郡大学研制。研究人员将在图片展示的原型基础上对其进行改进。借助于更长的电池寿命以及更为先进的传感器,机器鱼一次能够在希洪港执行大约8小时的探测任务,而后自行向一家充电站报告并无线传输勘测数据。
 
3.机器龙虾
 

机器龙虾(图片提供:John F. Williams, U.S. Navy )
 
这些机器龙虾拥有很高的灵活性,可用于探测水下矿藏。就像真龙虾一样,这种小型机器人也长着能够感知障碍物的触须,8条腿允许它们朝着任意一个方向移动,爪子和尾巴则帮助它们在湍急的水流以及其它环境下保持身体稳定性。
 
机器龙虾发明人约瑟夫·艾尔斯曾撰写多部龙虾食谱。过去30年来,他一直潜心研制类似这样的仿生机器人。据悉,机器龙虾是艾尔斯为美国海军位于东北大学的海洋学中心研制的。
 
4.机器企鹅
 

机器企鹅(图片提供:Festo AG )
 
图中展示的机器企鹅能够在无需人类帮助下穿越水池,同时还拥有反向游泳能力,这一点与真实的企鹅截然不同。机器企鹅由德国费斯托工程公司设计制造,该公司主要向汽车业销售充气设备。这种仿生机器人在设计上用于测试新技术,费斯托的仿生三角架以及用于在装配线上操纵易碎物体的鱼鳍钳设计灵感都来源于机器企鹅。
 
5.机器金枪鱼“查理”
 

机器金枪鱼“查理”(图片提供:Sam Ogden )
 
图片展示的是机器金枪鱼“查理”,据信是世界上第一条机器鱼。经过为期3年的研制,这条机器鱼于1994年在美国麻省理工学院上演水下处女秀。“查理”在设计上尽可能多地模拟真实鱼类,它长有40根肋骨、肌腱以及带有椎骨的节状脊椎,同时装有6个发动机,全身零部件数量高达2843个。
 
麻省理工学院后期研制的机器鱼减少了用于模拟真鱼游动的移动部件数量,但此时的机器人仍具有真正意义上的仿生性。值得一提的是,类鱼性并不总是机器鱼研制者关注的问题。巴斯大学的梅吉尔说:“我的目光聚焦在另一个问题上。我看到了机器鱼如何工作,也非常欣赏它们的表现,但我真正希望看到的是能够像推进器一样工作的东西。”
 
6.机器水母

机器水母(图片提供:Festo AG )
 
图片展示的是德国费斯托工程公司研制的机器水母,其所拥有的能力绝对可以让人们大吃一惊。它们利用圆顶结构内的11个红外发光二极管实现彼此间的通讯。据悉,费斯托公司正利用机器水母测试大型工程问题能否通过许多小型系统通力合作完成。
 
7.机器金枪鱼
 

机器金枪鱼(图片提供:Patrick Gillooly, MIT)
 
图片展示的是麻省理工学院自“查理”之后在机器鱼研制方面取得的最新成果——一款机器金枪鱼。这个新原型拥有柔软的身体,体内只装有1台发动机以及6个移动部件,使其能够在更大程度上模拟真实鱼的移动。
 
由于身体完全由一整块柔软的聚合体材料制成,避免了水破坏脆弱内部零件的可能性。虽然仿真程度极高,但人们决不会将这款机器人误认为真正的金枪鱼。真正的金枪鱼每秒游动距离最远可达到体长的10倍,而机器金枪鱼的成绩却只有1个身长。
 
8.机器金虎鱼
 

机器金虎鱼(图片提供:Katsumi Kasahara, AP )
 
在2005年日本举办的一次展览会上,这款机器金虎鱼吸引了众多人的目光。其功能是负责监视桥梁安全同时跟踪鱼群生存状况。据悉,这条眼睛凸出的机器鱼由罗美工程公司研制,外形酷似日本传说中长着虎头鱼身的金虎鱼。
 
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