會玩!麻省理工(MIT)用軟體機器魚監視珊瑚礁的魚

2021-01-08 西蒙宮

這種柔軟的機器魚是環境友好的,不會嚇倒真正的魚。

沒有多少動物能與人類和平相處,魚兒是其中之一。人類的存在會影響魚兒的行為。為了最小化幹擾,動物行為研究員通常會藉助機器人去觀察他們的研究對象。MIT 計算機科學和人工智慧實驗室的研究人員在《Science Robotics》期刊上發表論文,報告他們利用一種軟體機器魚去監視生活在斐濟珊瑚礁裡的魚。機器魚 SoFi 大小和行為與真魚儘可能的相似,通過超聲使用一個防水遊戲手柄近距離控制,電池續航力約 40 分鐘,而人類潛水員在水下的時間一般也很少超過一個小時,所以時間是足夠了。和真魚一樣,SoFi 使用尾巴驅動,每秒遊行速度 21.7 釐米。

MIT研發的機器魚

我們已經看到許多動物行為研究者用機器人近距離研究他們的研究對象,並且在今天發表在Science Robotics上的一篇論文中,有很多聰明的例子,麻省理工學院計算機科學和人工智慧實驗室的機器人學家描述了一種新型的軟機器人間諜可以或多或少地與生活在珊瑚礁上的其他生物融為一體。

SoFi是麻省理工學院的軟機器魚,旨在提供近距離,最低限度破壞性的觀察所有生活在水下的迷人和可愛的動物。麻省理工學院的機器人專家(Robert K. Katzschmann,Joseph DelPreto,Robert MacCurdy和Daniela Rus教授)小心翼翼地使SoFi在尺寸和行為上與真實魚類相似,但它們也必須使其完全獨立並且實際上非常有用 - SoFi不僅僅是設計仿生機器人魚的概念驗證,它是一個真正的研究工具,具有友好的控制系統和實用的電池壽命。

潛水員使用防水遊戲控制器與超聲波機器人進行通信,機器人魚能夠將高級別的方向性命令轉換為可執行的3D軌跡。電池壽命長達40分鐘,這是非常令人尊敬的,因為大多數人類潛水員無論如何都不會花費大約一個小時的時間。

機器人或多或少地以與真實魚類相同的方式移動。主要推進力來自尾部,通過將油泵入尾部一側,然後使其前後彎曲,從而以每秒21.7釐米的最高速度在0.9赫茲和1.4赫茲之間啟動。通過改變泵入每個側面的油的比例,可以使尾部向左或向右彎曲,導致SoFi旋轉。潛水飛機和活塞位移浮力控制系統可保持魚類穩定,並可潛入18米以上。

我的一部分人相信,機器人主義者至少部分承擔這樣的項目,因為這是證明某個地方異國情調旅行的好方法。在這種情況下,SoFi被帶到了斐濟,這個地點「提供了多種珊瑚礁環境,具有不同的潮汐條件,可以在真實世界的條件下評估SoFi,在這些條件下可以研究海洋生物與珊瑚礁生物群落的相互作用。 「 呃。這聽起來像是來自這些波士頓研究人員的理性化的一點點,但我可以說 - 我曾經去過斐濟,而且那裡的潛水是世界級的。

無論如何,SoFi在三天內被帶出了六次潛水,總共花了240分鐘在水下擺動。一名潛水員從大約10米的後方試圖將其引向「有趣的環境特徵和海洋生物」。研究人員定性地觀察到,SoFi沒有嚇到附近的魚,儘管需要更多的實驗才能找出究竟是什麼像這樣的機器魚會對真實的事物產生影響。最終,研究人員希望有整個SoFis學校合作在更廣泛的領域研究水下生態系統,他們也在尋找引進視覺魚類追蹤的方法,以實現一些水下自治。

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