0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

机器鱼混进鱼群内部!研究人员研发仿生机器鱼

工程师邓生 来源:智东西 作者:信仪 2021-01-19 09:32 次阅读

1月18日消息,近日,哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)和威斯生物工程研究所(Wyss Institute for Biospired Engineering)的研究人员研发出一组鱼形水下一位机器人,它可以像鱼一样平静地聚在一起,也可以自动导航和寻找彼此,协作完成任务。这也是研究人员首次在水下机器人领域,展示了具有内隐协调(隐式协调)的复杂三维集体行为。

鱼类成群结队的行为,可以帮助他们寻找食物,进行迁徙或躲避捕食者。没有任何一条鱼在协调他们的身上,也没有鱼“交头接耳”讨论了这些事情。相反,这样的行为集体来源于所谓的内隐协调-鱼类可以根据自己看到的同类行为作出决定。这种分散的,但具有自主性的自我组织,长期以来一直吸引着科学家探索。

▲鱼形水下机器人Blueswarm

空中的无人机在各个领域证明了自己的价值,水下无人机也可以在生态,转向和其他水下领域的场景中体现其价值。

在过去的几年中,人们已经对一些有趣的水下机器人有些许了解,其中最常见的类型是一种“鱼雷”式机器人。这种机器人在开放水域巡航时效率很高,但不能用作在珊瑚礁或码头的角落和缝隙中巡航。

为了在复杂细微的水下环境巡航,威斯研究所通过对大自然的探索,制造出一个仿生机器人。这种仿生机器人模仿了鱼的形状,还模仿了鱼群的活动。

作者Florian Berlinger和Radhika Nagpal将他们的研究成果写成论文,近期,论文被发表在《科学机器人》上。

一,成为鱼,纳入鱼群

Nagpal在潜水时看到鱼成群结队地游走,便开始追问:“我们不是能创造出一个机器人群体,使它们在运动时能具有像鱼群一样的群体一致性?”

▲Blueswarm的组成结构

因此,这次科学家们研发出了一个名字叫Blueswarm的小型机器人。通过3D打印,这个机器人被制造成鱼的形状,它以螺旋桨为鳍,以照相机为眼。

Berlinger说:“机器人通常被部署在人类无法接近的地方,或者危险的地区。在这些地方,人类甚至无法对机器人进行干预。在这种情况下,一个能够自给自足,并且具有高度自主性的群体的优势就非常明显。通过对内隐规则和3D视觉的使用,我们能够在没有GPS和WiFi支持的水下环境,创建一个具有高度自主性和替代的水下系统。”

但对于一条普通的鱼而言,这样的机器人远没有一根六英尺长的金属管子那么吓人,也不会因为搭载的螺旋桨发出巨大声响而吓走鱼群。

二,模仿鱼群活动细节,符合水下工作需求

在三维空间中工作,对于水下机器人来说也是一个不小的挑战。因此,研究人员在Blueswarm身上配备了发光二极管,转换为能像海底生物向分类发信号一样发光,并使用自定义算法LED光源散发光的强弱和变化,应该每个机器人所在的位置和周围环境。

Blueswarm基于相机和机器人最前端的光敏传感器,进行游泳动作和发光情况进行调整,自动将多个个体组织成一体在水中游动。它们可以组装出一个“铣削(注:将毛坯固定,用高速旋转的铣刀在毛坯上走刀,切出需要的形状和特征)”模式,让新加入的机器人不管在任何角度插进队伍都能及时适应“鱼群”的运动状态。

▲多机器人建造出“铣削”模式

如果研究人员要求一个由Blueswarm机器人组成的小组在水箱中找到一个红色的LED灯,它们可以各自独立对这个灯进行搜寻,而当其中一个机器人找到指定的灯时,它会改变自己身上的LED灯闪烁的状态来提醒其他机器人。

Nagpal说:“ Blueswarm的研究成果代表了水下自组织集体行为研究的一个重要进展。”这种技术的用途在于,首先,这些机器人可以在不惊动海洋生物的原因下,监测其的健康状况。同时,它们还可以在码头和船只的下方,以更有效的方式检查船体。也许,它们还能在搜救中发挥作用。

通过这项研究,人们甚至可以建造更先进的机器人集体,还对自然中动物的表现式活动有了更深刻的了解。

Berlinger说,“其他研究人员已经联系到我,想用我们的Blueswarm作为鱼类的替代品”,“鱼类在群体游动中遵循着简单的行为模式,这种模式很美丽,却很难被发现。”品,帮助他们进行鱼类游泳和与鱼群相关的生物学研究。他们的实验室欢迎Blueswarm加入,这让我非常高兴。”

▲忧郁融入鱼群

结语:仿生机器人-从模仿自然到融合自然

哈佛大学研究人员这次研发的水下机器人除了在尺寸上对鱼进行了模仿,甚至把鱼的表现行为也模仿得惟妙惟肖。以前,仿生机器人追求的是与生物个体的相似,而水下机器人追求的仅是个体能在水下灵活行进和工作,很少考虑到与水下生物的兼容情况。

现在,Blueswarm为水下机器人和环境及水中生物的兼容方面开了一个先河。仿生机器人已经不止模仿模仿自然生物形态,它们正在转变成一体的自然环境,成为大自然的一部分。

责任编辑:PSY

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 机器人
    +关注

    关注

    210

    文章

    28068

    浏览量

    205765
  • 3D打印
    +关注

    关注

    26

    文章

    3532

    浏览量

    108715
  • 仿生机器人
    +关注

    关注

    1

    文章

    70

    浏览量

    15202
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    安泰功率放大器如何驱动20kHz水声换能器超声驱

    我们在渔业捕捞作业中,想要控制鱼群不聚集,或控制鱼群往特定方向领域活动,除了依靠人工恐吓、使用光、电或气幕等常规手段,超声换能器水下驱作为更为高效科学的方法,现如今应用广泛,那你知道水声
    的头像 发表于 10-25 13:59 80次阅读
    安泰功率放大器如何驱动20kHz水声换能器超声驱<b class='flag-5'>鱼</b>

    ATA-L8水声功率放大器在超声驱中的作用是什么

    超声驱是一种使用高强度的超声波来驱赶、引导和防止鱼群靠近某一区域的技术。在超声驱系统中,水声功率放大器扮演着重要的角色,下面安泰电子将详细介绍水声功率放大器在超声驱中的作用与应用
    的头像 发表于 07-31 10:43 294次阅读
    ATA-L8水声功率放大器在超声驱<b class='flag-5'>鱼</b>中的作用是什么

    小米机器人公司获亦庄国投增资,专注仿生机器人技术创新

    。   小米机器人公司专注仿生机器人技术          北京小米机器人技术有限公司成立于2023年4月,是小米集团唯一专注于仿生机器人技术创新、产品
    的头像 发表于 06-19 00:02 2532次阅读

    小米机器人公司迁入北京亦庄小米汽车工厂

    北京小米机器人技术有限公司近日完成了其重要的战略迁移,正式入驻北京亦庄小米汽车工厂。这一举措标志着小米集团在仿生机器研发领域的进一步深入和加速。
    的头像 发表于 06-06 09:43 555次阅读

    小米机器人公司乔迁新址,加速仿生机器研发

    近日,北京小米机器人技术有限公司正式迁址至北京亦庄小米汽车工厂,标志着小米在机器人技术领域的进一步发展。
    的头像 发表于 06-06 09:14 435次阅读

    北航成功研发微尺寸仿生机器人——昆虫机器

    据中央电视台报道,北京航空航天大学科研团队历经15年,成功研发出微尺寸仿生机器——“昆虫”机器人。这款机器人设计灵感源于蟑螂,外形如同硬币,重量与相应体型的昆虫相近,约200毫克。
    的头像 发表于 05-23 11:39 653次阅读

    多光子显微镜探究斑马的社会行为

    。 他说:“我目前的研究重点是斑马的社会行为。斑马是一种研究神经科学的生物模型,因为它们的神经系统很简
    的头像 发表于 05-22 06:39 178次阅读
    多光子显微镜探究斑马<b class='flag-5'>鱼</b>的社会行为

    芯盾时代中标金龙,助力食品制造行业升级数字安全防线

    芯盾时代中标金龙,助力食品制造行业升级数字安全防线
    的头像 发表于 05-21 14:05 307次阅读
    芯盾时代中标金龙<b class='flag-5'>鱼</b>,助力食品制造行业升级数字安全防线

    三星停止自动驾驶研究,开发人员转到机器人领域

    近日,三星电子宣布了一项重要的研发战略调整。据业内人士透露,三星先进技术研究院(SAIT)已决定停止自动驾驶汽车的研究,并将这一领域的开发人员转移到
    的头像 发表于 05-13 09:21 403次阅读

    上海海洋大学研发的“文鳐”智能仿生,重35斤,翼展1米,水域畅游

    据悉,此项目是由上海海洋大学的30位专家组成的科研小组历时10年研发而成,命名为“文鳐”。该仿生的核心部件均为国内制造,具有高效能、低耗能、多功能以及共融性、超仿生、隐身性的特点,满
    的头像 发表于 04-22 15:19 624次阅读

    研究人员发现提高激光加工分辨率的新方法

    通过透明玻璃聚焦定制激光束可以在材料内部形成一个小光斑。东北大学的研究人员研发了一种利用这种小光斑改进激光材料加工、提高加工分辨率的方法。 他们的研究成果发表在《光学通讯》(Optic
    的头像 发表于 04-18 06:30 294次阅读
    <b class='flag-5'>研究人员</b>发现提高激光加工分辨率的新方法

    希捷发布新款PCIe Gen4x4固态硬盘酷530

    在数据表现上,酷530最高顺序读取速度达每秒7400MB,不同容量版本的最高顺序写入速度分别是每秒4300/6100/6400MB(由小到大排序)。
    的头像 发表于 04-08 10:14 678次阅读

    视觉机器人焊接的研究现状

    视觉机器人焊接技术是将计算机视觉与机器人技术相结合,实现自动焊接过程中的实时检测、跟踪和控制。这一领域的研究一直处于不断发展之中,吸引了众多研究人员和工程师的关注。本文将就视觉
    的头像 发表于 04-02 15:34 457次阅读
    视觉<b class='flag-5'>机器</b>人焊接的<b class='flag-5'>研究</b>现状

    6500VA水声功率放大器如何驱动换能器进行鱼群探测?

    以及鱼儿的体型,位置,大小等等。那么你知道功率放大器是如何对探仪中必不可少的换能器进行驱动的吗?Aigtek 安泰电子 为你解答! 鱼群探测所以应用的技术 海洋研究和开发所用的水声技术,包括回声探测、被动探测、水声通
    的头像 发表于 01-12 10:11 304次阅读
    6500VA水声功率放大器如何驱动换能器进行<b class='flag-5'>鱼群</b>探测?

    剑指人形机器人赛道,泰科机器人推出重磅关节模组

    泰科机器人几年前就研判人形机器人赛道将会成为热点,决定研发人形机器人适用的关节模组,经过艰苦的技术攻坚,泰科机器人推出了一系列适用于
    的头像 发表于 11-22 11:12 658次阅读
    剑指人形<b class='flag-5'>机器</b>人赛道,泰科<b class='flag-5'>机器</b>人推出重磅关节模组