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。“我們?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)。”Berlinger說。“已經(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。”