哈佛研究人員創(chuàng)造一套魚形水下機(jī)器人
哈佛懷斯生物啟發(fā)工程研究所的研究人員創(chuàng)造了一套魚形水下機(jī)器人,它們可以自主導(dǎo)航并找到對(duì)方,并合作執(zhí)行任務(wù)。就像航空無人機(jī)在一個(gè)又一個(gè)行業(yè)中證明自己的價(jià)值一樣,水下無人機(jī)可能會(huì)徹底改變生態(tài)學(xué)、航運(yùn)和其他希望在水下持久存在但又難以探索的領(lǐng)域。
在過去的幾年里,人們看到了有趣的新型自主水下航行器-這些對(duì)于在開放水域巡航來說是有效的,但對(duì)于在珊瑚礁或碼頭的角落里工作來說卻不是。 為了達(dá)到這個(gè)目的,懷斯生物啟發(fā)工程研究所的研究人員專門創(chuàng)造出模仿自然界的機(jī)器人。根據(jù)發(fā)表在《科學(xué)機(jī)器人》上的一篇新論文,研究共同作者Florian Berlinger、Melvin Gauci和Radhika Nagpal決定不僅要模仿魚的形狀,還要模仿它與同伴的互動(dòng)方式。 在受到潛水過程中魚群的景象啟發(fā)后,Nagpal一直在追問這個(gè)問題!拔覀?nèi)绾蝿?chuàng)造出能表現(xiàn)出這種集體一致性的人工替代物?在這種情況下,整個(gè)集體仿佛是一個(gè)單一的替代物?” 他們的答案是Blueswarm,是一系列小型的 "Bluebots",這被3D打印成魚的形狀,用鰭代替螺旋槳,用攝像頭代替眼睛。Bluebots還模仿自然界的創(chuàng)新生物發(fā)光技術(shù),用LED燈點(diǎn)亮,就像一些魚類和昆蟲發(fā)出信號(hào)的方式。LED脈沖會(huì)根據(jù)每個(gè)機(jī)器人的位置和對(duì)“鄰居”的了解而改變和調(diào)整。 利用攝像頭和最前面的光傳感器的簡(jiǎn)單感官、基本的游泳動(dòng)作和LED,Blueswarm會(huì)自動(dòng)組織自己的群體游泳行為,建立一個(gè)簡(jiǎn)單的 "銑削 "模式,當(dāng)新的機(jī)器人從任何角度投放進(jìn)來時(shí),都能適應(yīng)。 這些機(jī)器人也可以一起完成簡(jiǎn)單的任務(wù),比如尋找東西。如果給這組機(jī)器人的任務(wù)是在他們所在的水箱中找到一個(gè)紅色的LED,它們可以各自獨(dú)立尋找,但當(dāng)其中一個(gè)機(jī)器人找到它時(shí),它就會(huì)改變自己的LED閃爍,以提醒和召喚其他機(jī)器人。 這些機(jī)器人可以在不驚動(dòng)海洋生物的情況下,安全地靠近珊瑚礁和其他自然特征,監(jiān)測(cè)它們的健康狀況,或者尋找它們的相機(jī)眼睛能夠探測(cè)到的特定物體;蛘咚鼈兛梢栽诖a頭和船只下面蜿蜒游走,檢查船體,比單艘船更有效。也許它們甚至可以在搜索和救援中發(fā)揮作用。 這項(xiàng)研究還推進(jìn)了對(duì)動(dòng)物如何以及為什么首先聚集在一起的理解: “通過這項(xiàng)研究,我們不僅可以建立更先進(jìn)的機(jī)器人集體,還可以了解自然界的集體智慧。魚類在群游時(shí)必須遵循比我們的機(jī)器人更簡(jiǎn)單的行為模式。這種簡(jiǎn)單性是如此美麗,卻很難被發(fā)現(xiàn)!盉erlinger說!耙呀(jīng)有其他研究人員主動(dòng)聯(lián)系我,希望用我的Bluebots作為魚類的代用品,進(jìn)行魚類游泳和成群的生物學(xué)研究。他們歡迎Bluebot躋身于他們的實(shí)驗(yàn)室魚類,這讓我非常高興。 關(guān)鍵詞: 機(jī)器人
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