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林林总总的新型仿生鱼(组图)
发布时间:2021-11-22        浏览次数:        

  日前,哈尔滨工程大学学生自行研制出一款新型仿生鱼。这款仿生鱼使用电磁感应方法,并采用多关节的复杂系统使其运动更加灵活,自由度更高,具有噪音低,运动灵活,高效节能等优点。

  这条“鱼”是我国科技界研制的第一条实用仿生机器鱼,是由北京航空航天大学机器人研究所和中国科学院自动化研究所共同研制的。

  离开池水之后,机器鱼露出它的真面目。从水面看机器鱼很像鲨鱼,特别是在水面游动时,背鳍露出水面,还真有些吓人。回到陆上的机器鱼看起来更像是多种鱼的集合体——从身体侧面看,体形很像罗非鱼,背鳍、腹鳍特别宽大;鱼头像草鱼的头,是个顶端钝化的圆锥体;尾巴像海豚的尾巴,只不过海豚的尾巴与水面平行,而机器鱼的尾巴是与水面垂直。

  机器鱼的体表不是软的,非常坚硬,表面很光滑。机器鱼没有眼睛和嘴,只是在嘴的位置有一个直径5厘米的玻璃圆孔,那是水下摄像的窗口。

  经过反复研究和调试,这条机器鱼已经可以完成鱼游动的基本姿态。其游动速度比人们想像得要快不少。在平静的水中,能以每小时2至3海里的速度向前游动(1海里为1852米),也就是说,机器鱼平均航速可以达到每小时4公里左右,约为每秒1.4米。

  每秒游1.4米是什么概念呢?研究人员告诉记者,水族馆中鱼类巡游的速度基本就是这么快。虽然比起鱼类逃命时的速度要差很多,但机器鱼每秒能游1.4米已经很了不起。

  机器鱼使用镍氢电池,能在水下连续工作两三个小时,如果用每小时4公里的航速计算,机器鱼能够持续游约10公里。

  由于意识到了鱼类仿生推进技术的先进性和有效性,近几年来国内外许多著名的研究机构和军事组织都纷纷投入专门的人力、物力和财力对这一新兴的前沿技术进行深入的研究。

  美国麻省理工学院海洋工程试验槽实验室与伍兹霍尔海洋研究所和纽约大学联合组成的研究小组正在开展有关鱼类仿生推进机理的研究;宾夕法尼亚大学正在进行关于鱼体肌肉消耗动力的研究;密执安大学开展了对鱼体游动稳定性的研究,而加拿大不列颠哥伦比亚大学则进行了鱼类快速启动性能的测定试验;日本三菱公司也组织了鱼类仿生机器人技术开发项目。

  据已知的资料表明,在所有从事这方面技术开发工作的机构中,美国的麻省理工学院走在了最前面。麻省理工学院海洋工程试验槽实验室的专家小组试图用他们所提出的“射流推进理论”解释有关鱼尾部产生推力的机理,并且还设计了一条仿生的“机器金枪鱼”(以及后来经过了改进的“机器梭鱼”)来验证这一理论。目前,他们已经完成了关于理论模型的验证实验和在水槽内半固定状态下的流体动力学实验,研究工作进入了水下自由航行状态调试的阶段,并开始着手进行关于可用于军事及商业目的的仿生运载器原型机的设计和建造工作。

  这是华中师大一附中高二学生刘鬯、芦幸研制的仿生机器鱼。它可以在遥控器指挥下欢快地游动,并将水底影像不断传到岸边的无线接收屏上。这条仿生机器鱼获得了全国科技创新大赛一等奖。

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