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探秘海洋-仿生机器鱼 -仿生机器鱼原理及应用

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SoFi

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看起来像一条鱼,可以像鱼一样移动,但实际上是一个机器人。它的名字叫SoFi(软体机器鱼的简称),发明者来自MIT计算机科学和人工智能实验室,据其发明者所言,它是同类中用途最广的机器人。

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        原作:James Vincent

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编译:欧阳

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通过它的内置摄像头,科学家们能够应用SoFi来接近海洋的居民(指海洋生物),而不用担心会惊吓到它们——希望通过SoFi让我们更深入地了解那些未被观察到的海洋生物的生活情况。

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创新优势

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它的外壳是由3D打印塑料制成的,这意味着它的制造成本既便宜又快速。它有一个内置的浮箱,里面装满了压缩空气,用以调整深度,并可在指定深度游动(有利于监视)。它还拥有一个定制的控制系统使用编码的音频脉冲来传输操作员的指令。SoFi可以半自主地游泳,并可在没有监督的情况下保持特定的方向,通过使用改进的SNES控制器可控制其左右上下移动。

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最重要的是SoFi的推进系统,这是一个强大的液压驱动机构,可以将水从一对内部腔室中抽出,来回摆动它的尾鳍。这不仅比潜艇用的螺旋桨推进更安静,而且安全系数也更高,因为没有锋利的部件,还能更好的伪装。它那液压的尾巴很安静,看起来就跟真的一样。

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SoFi和它的控制器的图片——一个修改过游戏机遥控器

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根据发表在《科学机器人》杂志上的一篇有关SoFi论文的描述,这款机器鱼在水底时并不会引起人们的注意。“它的动作是如此的优美,”CSAIL的Daniela Rus。这篇论文的合著者告诉《边缘》。“我们很高兴看到我们的鱼可以和真正的鱼一起游泳,而它们不会游走。”这和人类潜水员接近时是完全不同的。

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这种机器人设计:即模仿真实动物的形状和运动被称为仿生学。利用这种方法可以设计一种结肠镜检查机器人,它能像蠕虫一样蠕动,蟑螂机器人可以在搜索和救援任务中快速穿梭,还有各种各样的航海发明,从海龟到水母,无所不包。

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但是,与早期的仿生鱼相比,SoFi已经很成熟了。它能成为一个研究海洋生物学的非凡工具,要了解生活在水下的动物的秘密生活,我们需要收集更多的数据,它就可以帮忙。

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Rus和她的同事已经在计划为SoFi升级,这可能包括直播视频。(人类操作员必须与机器人在视线范围内进行控制),下一步甚至可能包括创造出一群机器鱼,每条机器鱼都能独立自主导航,收集更多的数据,或分散去海底充当侦察兵。

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海底还有许多神秘的生物没有被人类所观察到,仿生机器鱼能够让我们更加接近海底世界,探索海底未知的奥秘!

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那年那人
活跃在2026-4-15
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