科技日報記者 陸成寬
自然界中，魚類能在水流復雜多變的水下靈活游動、避開障礙，主要得益于身體兩側能感知水流變化的側線系統。記者21日從中國科學院自動化研究所獲悉，受到這一現象的啟發，該所科研人員開發了一種名為FlowSight的仿生側線傳感器，讓水下機器人也能精準地感知水流變化，像魚兒一樣靈活游動。這為水下機器人在復雜水域中自主導航和環境監測提供了新的解決方案。相關研究成果在線發表于《IEEE機器人匯刊》。
水下機器人可替代人類完成高危水下作業，在深海探測、資源開發、環境監測等領域有廣闊的應用潛力。“然而，當前水下機器人卻存在導航精度不足、難以感知水流信息、智能化水平待提升等問題。”論文第一作者、中國科學院自動化研究所助理研究員張天棟說。
在這項研究中，科研人員開發的仿生側線傳感器FlowSight，利用一根模仿魚類側線神經丘的柔性硅膠觸須進行水流傳感。當水流碰到觸須時，藏在其內部的攝像頭就會拍下觸須彎曲的細微變化。通過智能分析這些彎曲圖案，設備就能讀懂水流密碼，直接算出水流速度和方向，測速誤差僅3%，測方向誤差不到1%，完全不需要其他輔助設備。
同時，科研人員把FlowSight傳感器裝在仿生水下機器人RoboDact身上做測試。“測試結果顯示，水下機器人RoboDact能像真魚一樣，感知到水流變化就自動調整游動姿勢，不僅能頂著水流前進，還能根據水流情況靈活轉向。”張天棟說，未來其在水下勘探、生態監測等場景大有用處。
