現(xiàn)在仿生的智能化產(chǎn)品越來越多見，而且越來越惟妙惟肖，研發(fā)出來的仿生產(chǎn)品形態(tài)都非常逼真，功能也非常貼合真實生物。
仿生機器魚
不久前，世界首條仿生鯨鯊在上海海昌海洋公園亮相。這條身長4.7米的龐然大物在水中靈活自如、以假亂真，不僅可以進行精彩的水下表演，還能搭載傳感器進行水質(zhì)監(jiān)測和攝影攝像等。仿生機器魚從理論研究逐步走向?qū)嶋H應(yīng)用，帶給人們更多期待。
仿生機器魚屬于跨學(xué)科交叉領(lǐng)域。其外形結(jié)構(gòu)的設(shè)計要用到仿生學(xué)原理，模仿魚類運動主要采用運動控制技術(shù)，而在賦予其魚類感知能力如聽覺、觸覺和視覺時，會加入仿生側(cè)線、魚眼相機等傳感器，甚至采用人工智能方法讓它們更“聰明”。此外，材料制備、智能規(guī)劃與決策等技術(shù)手段也不可或缺。
相較于傳統(tǒng)的螺旋槳推進水下機器人，仿生機器魚在環(huán)保、效率、機動性等方面優(yōu)點顯著。它結(jié)構(gòu)密封，鋰電池和驅(qū)動機構(gòu)往往安裝在內(nèi)部，對水體沒有污染且不易纏繞水草，能更好融入自然環(huán)境，對真實魚類不會造成傷害；它模仿魚類的擺動，具有更理想的流體力學(xué)性能，能量效率大大提高；它還能模仿魚類C形轉(zhuǎn)向、前后滾翻等復(fù)雜動作，展現(xiàn)出更強大的機動性能。
海洋生物種類多樣、各有天賦，受不同生物特性啟發(fā)，仿生機器魚也是各式各樣。近年來，我國仿生機器魚團隊研制了豐富多彩的機器魚系統(tǒng)，包括機器魚的高速航行、自主動態(tài)吸附以及在國際上首次實現(xiàn)機器海豚的躍水等多項成果。
這些仿生機器魚可不是“花拳繡腿”，而是具有重要的理論意義和廣泛的實用價值。
在生物研究領(lǐng)域，它可以輔助研究魚類游動機理，探索魚群效應(yīng)等魚游生物學(xué)現(xiàn)象；在工程領(lǐng)域，它可以在狹窄或危險的水下環(huán)境中開展水質(zhì)監(jiān)測、救撈、考古、設(shè)備檢修、海洋地圖測繪、海洋生物拍攝、可燃冰探測等工作。它還可以在海洋館中代替珍稀野生魚類以供科普。一些企業(yè)也從中獲得啟發(fā)，比如豐田汽車?yán)孟澉儤?gòu)造生產(chǎn)車型。
總體來看，仿生機器魚在仿生基本原理和系統(tǒng)集成等方面發(fā)展很快，各類成果紛紛亮相。不過，受限于制作材料和驅(qū)動機構(gòu)，目前仿生機器魚的運動性能與真魚相比仍有一定差距，包括長時巡游速度、瞬間爆發(fā)力等，其感知技術(shù)水平也相對有限。此外，海洋環(huán)境錯綜復(fù)雜，對于穩(wěn)定性、可靠性和智能性有著極高要求，目前大多仿生機器魚尚不具備在惡劣海洋環(huán)境下開展作業(yè)的能力。
仿生機器蝦
近日，科學(xué)家仿生南極磷蝦研發(fā)一種可在水下探索和收集數(shù)據(jù)的機器蝦。
據(jù)悉，南極磷蝦是一種生活在南冰洋的南極洲水域的甲殼類動物，主要以浮游生物為食，集中于南冰洋，南極磷蝦富有極高的營養(yǎng)成分和醫(yī)用價值。
起初科學(xué)家們研究磷蝦是為了了解浮游生物的聚集作用，模仿磷蝦運動行為開發(fā)出一種機器人系統(tǒng)，這個系統(tǒng)擁有磷蝦相同的游泳特征。不過此時設(shè)計的“游泳者”運動速度不是過快就是太慢，科學(xué)家們不斷調(diào)整參數(shù)后，取了中間值設(shè)計出仿生機器蝦。
科學(xué)家認(rèn)為這種新的設(shè)計即將填補仿生類運動學(xué)的空白文獻，并且新的機器人出現(xiàn)，人們的研究河流湖泊等生物更加便利，只需放出仿生機器人即可完成探索、監(jiān)控以及收集數(shù)據(jù)供生物學(xué)家和環(huán)境科學(xué)家使用。
我們看這個仿生蝴蝶，不仔細(xì)看還真像是一只真蝴蝶，這么小的機器人竟然還有追蹤程序以及攝像頭，能夠自動起飛，并且能夠規(guī)避像天花板之類的障礙物，據(jù)稱十五只機器人蝴蝶同時起飛也沒有問題，相互之間不會發(fā)生“撞機”的情況。
還有這個仿生的水母機器人，還原度確實是非常高，相比仿生蝴蝶，這個水母的個頭就大了許多，所以它內(nèi)部的配置更加豐富，功能也更為強大，水母機器人的觸手能夠控制自身的運動，采用了高科技的超輕材料，讓水母機器人運動過程中的耗電非常低，活動的時間相對就更長了。
還有就是機器人蜻蜓，它的外觀就更形象了，特別是翅膀區(qū)域的設(shè)計，1：1還原了真實蜻蜓的翅膀模樣，這只蜻蜓的內(nèi)配要比仿生的蝴蝶更多，飛行起來也更加精準(zhǔn)，能夠像真實蜻蜓那樣在空中懸浮飛行。
除此以外，還有許多仿生的機器人，大部分的產(chǎn)品都有很高的還原度，如果加上3D“外衣”，還真的是讓人傻傻分不清楚。未來，仿生機器從理論研究逐步走向?qū)嶋H應(yīng)用，帶給人們更多期待。
文章來源：人民網(wǎng)，科幻網(wǎng)，綻放的科技君
