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中國團隊仿生感知研發(fā)新突破 助力水下機器人精準感知水流

發(fā)布時(shí)間:2025年05月21日 09:57     來(lái)源:中國新聞網(wǎng)

  如何讓水下機器人(機器魚(yú))像魚(yú)一樣精準感知水流,這方面的應用研究一直備受關(guān)注。

  5月20日,中國科學(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),該所智能機器人系統研究團隊最近創(chuàng )新研發(fā)出基于自主視覺(jué)的仿生側線(xiàn)傳感器FlowSight,賦予水下機器人精準的“水流感知智慧”,為復雜水域的自主導航與環(huán)境監測任務(wù)開(kāi)辟了新路徑。

  研究團隊介紹,在自然界中,魚(yú)類(lèi)依靠側線(xiàn)系統感知水流變化,在暗流涌動(dòng)的水下靈活導航、躲避障礙?;诖?,他們研發(fā)的FlowSight仿生側線(xiàn)傳感器,利用一根仿魚(yú)側線(xiàn)神經(jīng)丘的柔性硅膠觸須進(jìn)行水流傳感。

  當水流沖擊觸須時(shí),其形變信息被內置高清攝像頭實(shí)時(shí)捕捉為圖像序列,并利用深度學(xué)習模型從圖像中解析水流速度與方向,實(shí)現了單點(diǎn)、無(wú)輔助設備的水流高效矢量感知。水流速度測量相對誤差為3.05%,水流方向測量相對誤差為0.98%。

  同時(shí),研究團隊將FlowSight傳感器集成于一款仿生水下機器人——仿豹魴鮄水下機器人(RoboDact)上,并成功實(shí)現基于水流感知的閉環(huán)運動(dòng)控制實(shí)驗。實(shí)驗效果顯示,仿豹魴鮄水下機器人可像真實(shí)魚(yú)類(lèi)一樣逆流巡游、動(dòng)態(tài)調姿,為水下勘探與生態(tài)監測提供了全新方案。

  這項仿生側線(xiàn)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(xiàn)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《機器人匯刊》(Transactions on Robotics)。

  研究團隊提供一段視頻,對本項研究進(jìn)行科普演示。

  (記者 孫自法 制作 樂(lè )小敏 視頻來(lái)源 中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所)

責任編輯:【于曉】

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