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

你对“沉浸式”游戏体验一无所知

原文发布于微信公众号 - 量子位(QbitAI)

原文发表时间:2018-03-23

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