哈佛懷斯生物啟發(fā)工程研究所的研究人員創(chuàng)造了一套魚形水下機器人，它們可以自主導(dǎo)航并找到對方，并合作執(zhí)行任務(wù)。就像航空無人機在一個又一個行業(yè)中證明自己的價值一樣，水下無人機可能會徹底改變生態(tài)學(xué)、航運和其他希望在水下持久存在但又難以探索的領(lǐng)域。
在過去的幾年里，人們看到了有趣的新型自主水下航行器-這些對于在開放水域巡航來說是有效的，但對于在珊瑚礁或碼頭的角落里工作來說卻不是。
為了達到這個目的，懷斯生物啟發(fā)工程研究所的研究人員專門創(chuàng)造出模仿自然界的機器人。根據(jù)發(fā)表在《科學(xué)機器人》上的一篇新論文，研究共同作者Florian Berlinger、Melvin Gauci和Radhika Nagpal決定不僅要模仿魚的形狀，還要模仿它與同伴的互動方式。
在受到潛水過程中魚群的景象啟發(fā)后，Nagpal一直在追問這個問題。“我們?nèi)绾蝿?chuàng)造出能表現(xiàn)出這種集體一致性的人工替代物？在這種情況下，整個集體仿佛是一個單一的替代物？”
他們的答案是Blueswarm，是一系列小型的 "Bluebots"，這被3D打印成魚的形狀，用鰭代替螺旋槳，用攝像頭代替眼睛。Bluebots還模仿自然界的創(chuàng)新生物發(fā)光技術(shù)，用LED燈點亮，就像一些魚類和昆蟲發(fā)出信號的方式。LED脈沖會根據(jù)每個機器人的位置和對“鄰居”的了解而改變和調(diào)整。
利用攝像頭和最前面的光傳感器的簡單感官、基本的游泳動作和LED，Blueswarm會自動組織自己的群體游泳行為，建立一個簡單的 "銑削 "模式，當新的機器人從任何角度投放進來時，都能適應(yīng)。
這些機器人也可以一起完成簡單的任務(wù)，比如尋找東西。如果給這組機器人的任務(wù)是在他們所在的水箱中找到一個紅色的LED，它們可以各自獨立尋找，但當其中一個機器人找到它時，它就會改變自己的LED閃爍，以提醒和召喚其他機器人。
這些機器人可以在不驚動海洋生物的情況下，安全地靠近珊瑚礁和其他自然特征，監(jiān)測它們的健康狀況，或者尋找它們的相機眼睛能夠探測到的特定物體?；蛘咚鼈兛梢栽诖a頭和船只下面蜿蜒游走，檢查船體，比單艘船更有效。也許它們甚至可以在搜索和救援中發(fā)揮作用。
這項研究還推進了對動物如何以及為什么首先聚集在一起的理解：
“通過這項研究，我們不僅可以建立更先進的機器人集體，還可以了解自然界的集體智慧。魚類在群游時必須遵循比我們的機器人更簡單的行為模式。這種簡單性是如此美麗，卻很難被發(fā)現(xiàn)。”Berlinger說。“已經(jīng)有其他研究人員主動聯(lián)系我，希望用我的Bluebots作為魚類的代用品，進行魚類游泳和成群的生物學(xué)研究。他們歡迎Bluebot躋身于他們的實驗室魚類，這讓我非常高興。”
