仿生学原理

外观

应用

仿生学原理

鱼类仅靠扭动身体，便能在水中悠闲地游来游去，而人类制造的轮船则不得不依靠螺旋桨才能前进。能不能尝试着用另外一种方法，让轮船像鱼一样在水中忽东忽西，自由自在呢？北京航空航天大学机器人研究所，一条长0.8米的机器鱼（robofish)在一项全新的仿生学研究成果——波动推进下，顺利实现了不用螺旋桨的设想。

外观

鱼体是一个平面6关节机构（即有6节鱼身），包括鱼头和鱼尾两个部分。鱼头是利用玻璃钢制作的，仿造鲨鱼外形的壳体。整个鱼的动力电池，控制接收部分都放在鱼头里。鱼尾的6个伺服电机扭转摆动作为推动器。这种机器鱼与9月下旬日本推出的宠物机器鱼并不相同，宠物机器鱼依靠的是内置太阳能电池和马达作为推进器。

据该项目的设计者与主持人梁建宏介绍，机器鱼重800克，在水中最大速度为每秒0.6米，能耗效率为70%至90%，控制上采取的是计算机遥控的方式。在各种演示游动的场合中，机器鱼以其逼真的游动形态，吸引了很多人前来围观，许多人都误以为这是一条真鱼。

应用

该项成果自从1999年大学生"挑战杯"拿到一等奖以后，研究一直没有中断，日前该研究小组正在抓紧研究如何使机器鱼更具智能化，以便让多条机器鱼组成群体进行自我协调游动，时而像大雁一样排成"一"字形，时而排成"人"形，预计明年2月可以见到成果。这种能畅游在水中的机器鱼，将被广泛应用于海洋资源勘探、执行军事任务和帮助维护海上石油设施等领域，在军事和民用方面都有着广泛的应用前景。

军事方面，用这种方式作为动力的微型潜艇将会轻而易举地躲过声纳的探测和鱼雷的袭击，出其不意的攻击对方舰艇、基地；民用方面，可以用来进行海底勘探及海洋救生等方面。这种由螺旋桨到仿生推进的变革，其意义不亚于飞机进入喷气时代。

近年来，在西方发达国家，特别是西方军界纷纷对微小型鱼类的仿生机器人技术的研究开发给予了越来越多的重视，海洋动物的这种推进方式具有高效率、低噪声、高速度、高机动性等优点，成为人们研制新型高速、低噪音、机动灵活的柔体潜水器模仿的对象。比较突出的实验装置有美国麻省理工学院的“机器金枪鱼”和日本的“鱼形机器人”，而我国在机器鱼的波动推进实验技术方面已经形成了自己的特色。