如何讓水下機(jī)器人(機(jī)器魚(yú))像魚(yú)一樣精準(zhǔn)感知水流，這方面的應(yīng)用研究一直備受關(guān)注。
5月20日，中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所向媒體發(fā)布消息說(shuō)，受魚(yú)類(lèi)在水中的活動(dòng)啟發(fā)，該所智能機(jī)器人系統(tǒng)研究團(tuán)隊(duì)最近創(chuàng)新研發(fā)出基于自主視覺(jué)的仿生側(cè)線傳感器FlowSight，賦予水下機(jī)器人精準(zhǔn)的“水流感知智慧”，為復(fù)雜水域的自主導(dǎo)航與環(huán)境監(jiān)測(cè)任務(wù)開(kāi)辟了新路徑。
研究團(tuán)隊(duì)介紹，在自然界中，魚(yú)類(lèi)依靠側(cè)線系統(tǒng)感知水流變化，在暗流涌動(dòng)的水下靈活導(dǎo)航、躲避障礙�；诖耍麄冄邪l(fā)的FlowSight仿生側(cè)線傳感器，利用一根仿魚(yú)側(cè)線神經(jīng)丘的柔性硅膠觸須進(jìn)行水流傳感。
當(dāng)水流沖擊觸須時(shí)，其形變信息被內(nèi)置高清攝像頭實(shí)時(shí)捕捉為圖像序列，并利用深度學(xué)習(xí)模型從圖像中解析水流速度與方向，實(shí)現(xiàn)了單點(diǎn)、無(wú)輔助設(shè)備的水流高效矢量感知。水流速度測(cè)量相對(duì)誤差為3.05%，水流方向測(cè)量相對(duì)誤差為0.98%。
同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)將FlowSight傳感器集成于一款仿生水下機(jī)器人——仿豹魴鮄水下機(jī)器人(RoboDact)上，并成功實(shí)現(xiàn)基于水流感知的閉環(huán)運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)效果顯示，仿豹魴鮄水下機(jī)器人可像真實(shí)魚(yú)類(lèi)一樣逆流巡游、動(dòng)態(tài)調(diào)姿，為水下勘探與生態(tài)監(jiān)測(cè)提供了全新方案。
這項(xiàng)仿生側(cè)線傳感器創(chuàng)新研發(fā)工作的相關(guān)突破成果論文，近日在線發(fā)表于電氣電子工程師學(xué)會(huì)(IEEE)旗下專(zhuān)業(yè)學(xué)術(shù)期刊《機(jī)器人匯刊》(Transactions on Robotics)。
研究團(tuán)隊(duì)提供一段視頻，對(duì)本項(xiàng)研究進(jìn)行科普演示。
(記者 孫自法 制作 樂(lè)小敏 視頻來(lái)源 中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所)