麻省理工学院研发出鱼形机器人，不仅用于通讯，还可保护海下鱼群

近日，一如下图所示的奇特鱼种在游曳于珊瑚礁时被发现，它通体白色，游动姿势和速率与普通鱼类无异，不过此前并无关于它的观测记录。

图 | 一条罕见的鱼

好了，关子就卖到这里，原来这是麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室（CSAIL）打造的一台名叫Soft Robotic Fish，简称SoFi的鱼形机器人。关于它的研究报告也发表在了《科学机器人》上，其中指出Sofi新颖的设计巧妙地解决了困扰海洋机器人界的几大难题。

第一，通讯。由于无线电波在水中不易传导，水下机器人通常要与船只紧密联结才能被控制。据Sofi项目的领头人，CSAIL的机器人专家Robert Katzschmann称：“射频通信在水下只能覆盖几厘米的范围，而声信号可以在降低能耗的同时传播得更远。”利用声信号，潜水员就可以在大约21米外遥控Sofi。

图 | 在水下远程遥控Sofi

第二，传统的安装于机器人上的制动马达比较笨重，而且产生的动力并不稳定。而Sofi隶属于近年来新兴的机器人品种——软体机器人。软体机器人的特点一是软，二就是利用空气或油来行进。Sofi的尾巴内有两个独立的中空空间，据Katzschmann描述，“Sofi内置的泵可以让水在这两个空间内不停循环，这样它的尾巴就可以摆动和弯曲了。”这也是Sofi在游动姿态上与普通鱼类无异的原因。

图 | 由高弹性体制成的Sofi尾巴

第三，机器人要像鱼一样游动是很消耗能量的。通常鱼类需要在水中不停移动并调整自己的位置，以保持固定的深度，因此它们进化出了专门储藏气体、增加浮力的鳔。而Sofi也将这一点纳入到了自己体内：它内置一个能由活塞实现增压减压的圆柱形“鳔状物”。而且与通常有大量注满空气的空间的传统机器人不同，Sofi内部装有电子器件的“隔间”都注入了油，这也在赋予它更高的结构完整性的同时，更好地控制了它的内部压强，因此Sofi能轻易地下潜约18米的距离。

Sofi与普通鱼类高度相似的外形和功能，在未来会给鱼类学家带来很大便利。通常当他们尝试接近鱼类时，鱼群会因担惊受怕而快速散开，而当Sofi入水测试时，科研团队发现它周围的鱼似乎都将它当作了同类，有些甚至因好奇而主动接近它。

图 | Sofi在水下的视角

此外，Sofi可以被远程遥控的特点也能供科学家利用。它的研发团队表示他们正在尝试将计算机视觉技术引用到Sofi身上，这样它就能“跟踪”指定的鱼或鱼群。对于海洋科学家来说，他们由此就可以更轻松地研究鱼类集群运动，以及监测目前日益严峻的海洋环境下鱼群的健康问题。

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编辑：阿敏

参考：https://www.wired.com/story/mit-robot-fish/