新型“機器魚”問世 有望爭霸未來水世界
http://www.whhswh.com 2008-06-13 14:51 來源:新華網
美國科學家近期研制出一種仿生“機器魚”。盡管它們外形并不像真正的魚類而是設計精巧的機械裝置,卻能像魚一樣游泳和活動。
新型機器魚
美國全國廣播公司網站11日報道,華盛頓大學的克里斯蒂·摩根森是航空航天系助教,由她領導的科研團隊成功制
造出一種仿生機器魚。它們外形雖然不同于真正的魚類,卻能夠像魚一樣游泳和活動。
之前的水下機械設備多用螺旋槳作為推動力,不僅噪音大、效率低,還容易被水藻和船舶繩索纏住,導致其無法前進。這種機械魚的動力裝置卻跟真的魚一樣,是前后劃水的“魚鰭”,因而克服了螺旋漿的種種弊端。
目前,摩根森團隊已經制造出3條機器魚,它們目前都“生活”在實驗室的水池中。之前研制出的機器魚每隔一段時間必須浮出水面一次,以便收發新的信息,就像魚兒浮出面呼吸氧氣那樣。而摩根森的機器魚能夠在水下發出電子信號,通過壓力波完成相互間的數據傳輸。所以,它們能夠在水下相互交流,甚至可以共同完成一些動作,例如集合和解散。
靈感源于大自然
摩根森在一次電視采訪中說,她研制機器魚是受了大自然的啟發,她稱之為“生物啟發”。她從大自然這個最高明的造物主那里借用了最精妙的成果。
她的機器魚以各種魚類為范本研制而成。其中最主要的是身手敏捷的金槍魚。它們游動的時候,身體前半部分保持不動,僅僅依靠身體后部產生動力。
為了使機器魚能夠像真正的魚類那樣在水下進行交流,摩根森與魚類學家朱莉婭·帕里什一起,對魚類的交流方式做了認真細致的研究,才最終用壓力波解決了這一問題。
摩根森和團隊成員馴養了一群魚,并訓練它們在得到外界刺激后,游向食物區獲取食物。研究發現,并不是所有的魚都了解作息時間,可一旦有一小部分魚意識到午餐時間到了,可以通過交流讓其他的魚也知道這一信息。
那么,機器魚是否也能像魚群一樣交流呢?摩根森對此做了肯定回答。她的團隊研發的機器魚在接受到指令的情況下,能夠在水下相互交流,完成集合、解散之類的任務。
征服未來水世界?
摩根森相信,機器魚能夠征服未來水世界。她說,未來的某一天,她的團隊會生產出數以百計的機器魚。它們細分為不同的種類,隨著功能不斷擴展,它們能夠完成不同的任務。
到時,機器魚將被派往水世界的各個角落執行任務,監測水污染和海底火山活動,甚至能夠跟蹤敵人的潛艇。
然而,為了那一天的到來,摩根森和她的團隊還要克服很多的問題。首先,受到實驗水池的局限,目前為止,機器魚潛游過的最深水深僅為8英尺(約合2.5米),超過這個深度,它就會滲水甚至破裂,以致完全不能工作。其次,要讓機器魚在更深的水下工作,必須為它們配備更好的動力裝置,而不是現在所使用的電池。另外,目前的機器魚搜索目標需要花費較長的時間,因為這需要進行比較復雜的信息交換,計算機運行速度局限了機器魚的活動能力。
未來幾周,摩根森團隊將對機器魚進行簡單的跟蹤訓練,讓它們在水池里“追蹤”玩具鯊魚。