【科技动态】海洋工程发展利器——新一代仿生机器人
新加坡国立大学（National University of Singapore，NUS）的工程研究人员接近研发出具有大脑的水下机器人生物，该生物行动起来像真正的生物。例如，在不远的将来，研发一群微型机器人海龟和鱼类，可自主执行类似侦查水下核废料或者其他对人类有危险的任务已经不再是一个夸张的要求。
在水下机器人世界里，海龟机器人是最容易操作的。NUS团队的海龟机器人除了易操作之外还能果断地执行任务，并且能够对紧急情况和困难做出相应反应。
S K Panda副教授领导的研究团队正在寻找海洋工程仿生解决办法，该团队由电子与计算机工程系（Electrical and Computer Engineering Department）的研究人员组成，他们通过亲近大自然寻找仿生自然系统技术挑战的解决方案。近期，该小组将解决方案集中于可以在水中游动的海龟仿生机器人身上，它能够像真正的海龟一样只用前后腿的运动在更深的地方垂直潜水。
Panda副教授解释说：“我们的海龟机器人没有使用水下机器人常用来潜水或者下沉的压载系统。没有压载系统，机器人就更小更轻，从而能够携带更大的负荷来执行更加复杂的任务，比如，新加坡水库中水质的长期监测或者能量采集的长期监测。动态潜水或者垂直下沉能力意味着它能够进入海床上直径很小的垂直隧道或者管道。”
更小、更轻的特点能够提高机器人的能量效率。新加坡国立大学的海龟机器人可以自主充电，这进一步减少了返回基站充电的麻烦。小小的机器人能够敏捷地转弯，且不用减速。
Panda副教授补充道：“我们可以制造出一大群小海龟，它们互相交流，彼此合作，顺利完成任务。通过提高机动性，它们能够到达更小更窄的地方，比如大船无法穿过的裂缝。”
过去的三年里，Abhra Roy Chowdhury先生一直致力于研究栩栩如生的水下机器人。他所在的团队已经设计研发出了四种其他的水下原型机器人¬——其中一种是球形机器人，它的结构类似海豚，但是使用的喷气推进技术类似于水母和鱿鱼；另外三种是不同形态的鱼形机器人。这些机器人是可扩展、可组装的，并且还有隐形（避免被检测到的能力）特性。
Chowdhury补充道：“如果需要，我们可以将这些机器人所有的优点集中在一个机器人身上。”
拥有逼真“大脑”和肌肉的机器人
Chowdhury首次研发成功鱼型机器人是在三年前。那时候，他花费了大量的时间来研究现实中鱼的机动性的节能运动。
他解释道：“例如，很多鱼使用的是体干尾鳍推动模式(BCF)，弯曲身体形成反向运动推进波，而鱼使用振鳍法(MPF)振动其它尾部器官，如后背和肛门等推动自己时，该波会扩展到尾鳍。”
他分别研究了黄鳍金枪鱼和淡水大嘴鲈鱼，因为它们拥有鱼类最普遍的体形和游泳模式。这两种鱼算得上是海洋环境中的游泳高手。他通过控制仿生平台构架结构进一步推动了新型的仿生动态和行为学。
该研究的另一名成员Bhuneshwar Prasad也研发出了一种球形机器人。这种机器人可以用于海上调查，例如，管道和电缆检测，船体检测或者螺旋桨转动轴检测。球形机器人的视角是全方位的，它利用的是由机器人底部相机模块组成的“视觉伺服”（visual servoing）系统。相机模块的颜色能够提示其所在位置信息并且引导机器人前行。
Bhuneshwar Prasad解释说：“球形水下机器人使用了一种自我压载系统，能够实现软着陆从而从水流中获取能量。一旦到达海床上，机器人就会处于休眠状态，只有检测传感器保持工作状态，通过转子叶片发电机来获取地下水流的能量。”
展望
Panda副教授说：“我们期望研发出能够执行三到五年合作干预任务的机器人。在不远的将来，我们的计划是研发具有肌肉的鱼形机器人。为了做到这一点，我们需要研发特殊的制动器。我们还致力于研发中驱模式发生器，这将使鱼形机器人对外界刺激做出反应从而在关键任务中做出重要决策。”
(来源 : 科学之家，英文来源: http://www.sciencedaily.com/releases/2014/12/141223084136.htm，图片来源：baike.sogou.com)
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