MIT发布软体机器鱼，卧底鱼群大计可成
浑圆栗子 发自 凹非寺 量子位 出品 | 公众号 QbitAI
某子：子非鱼，安知… SoFi：就你话多…
遥远的南太平洋，斐济的彩虹礁，几乎通体雪白的鱼摇摆着尾鳍，自在地游走。不论直线还是转弯，上浮还是下沉，都优雅流畅。它看上去和珊瑚礁的其他居民并没有什么不同，也没有引起谁的注意。
不过，它没有鱼的脊骨，也没有鱼的脏器，取而代之的是电子元件的组合。尾鳍的摆动也并非归功于肌肉和鳞片，而是液压泵。
△ 电子元件在头部
这是来自麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室 (MIT CSAIL) 的机器鱼SoFi。作为被科研团队寄予厚望的机器人，它虽然还不算完美，但已解决了水下无人机面对的一些重要问题。
三门功课同步学
首先是通讯问题。由于无线电的水下传播能力非常有限，有效距离仅有几厘米，水下无人机通常需要以物理方式与船只相连。
△ 不是听力问题，是无线电的错
SoFi的不同之处则在于，其利用声学通讯系统代替无线电，声波不仅可以传得更远，对能量的需求也比较低。
这样一来，通过机身摄像头与SoFi共享视野的潜水员，可以在距离机器人约20米远处，利用声波来操控SoFi改变运动速度，完成特定的动作，或朝特定的方向转弯。
其次是“姿势”问题。传统机器人的执行器 (电机) 通常体积较大，产生的动作也并不十分流畅。
SoFi的尾部设有两个像气球一样的空腔，注满水后机器人便可以游动起来。当其中一个空腔开始扩大，它便会向另一侧弯曲；而当唯一电机将水推向另一侧，另一空腔则会朝反方向弯曲。这样一来，水循环达成，机器人就可以像鱼一样左右摇摆着向前游动了。
△ 软体机器人不怕撞
只要改变SoFi体内水的流动规律，便能够调整尾部的动作，从而改变它的运动速度。平均来说，SoFi的秒速接近半个身体的长度。
第三个问题是，游泳消耗的能量非常可观。鱼类需要让自己时刻保持在某个特定的水深，而在涌动的海水中不停地上下调整，并不是一种高效的方式。
于是，漫长的自然选择让鱼类拥有了名为鳔的器官，它可以帮助主人获得最为适宜的浮力。
△ Buoyancy Control Unit=浮力控制单元
SoFi也有自己的“鳔”，就是浮力控制单元。那是一个圆柱体结构，通过压缩和解压空气，来实时调整机器人的密度，从而改变浮力，将SoFi保持在所需要的水深。如今，SoFi已经可以依靠压强控制，潜入约18米深的水下。
另外，SoFi身体两侧有一对鳍，可以调整鱼身的俯仰角度，帮助它逐渐向上或向下游动。
假以乱真，直视无碍
在测试过程中，科研人员发现，一些鱼有时会和SoFi一起游动，可能是产生了好奇。也有时候，鱼类完全不受机器人的干扰。相比之下，在潜水员靠近鱼类的时候，它们便会迅速游开去。
△ 小鱼看到大“鱼”也并不紧张
也就是说，从外表和运动方式来看，SoFi已是足以乱真的鱼了。这意味着，人类可以在更近的距离内观察珊瑚礁，以及周围动物的生活。
目前，SoFi尚处于测试阶段，仍是通过遥控装置操纵。不过，未来的升级版本可能搭载计算机视觉，机器人锁定一条鱼，便跟着它一路游下去，并且不引起鱼的怀疑。
科学家们希望，此类机器人可以为研究鱼类的集群、洄游等行为提供帮助，或者在污染日益严重的海域监测某一鱼群的健康状况。而在执行任务的同时，机器人自然的运动不会扰乱所在海域的正常生态。
还有彩蛋
今日最佳：SoFi的遥控器，是超级任天堂手柄。
