机器鱼

机器鱼

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　　新浪科技讯 北京时间6月13日消息，据美国广播公司报道，美国科学家最近以自然界中的鱼为基础，设计了一款能在水中游动最新电动机械装置----机器鱼。

　　科学家和工程师并没有完全复制真鱼的自然特征，只是借用了其中最有特点的一部分。华盛顿大学航空航天系副教授克丽斯蒂·摩根森将这称作“生物启发”。摩根森在接受采访时表示，在大学生时代，她就一直在研究“仿生运动”，获得博士学位后，开始为“自己一直从事的研究进行有趣的应用试验。”事情一件接着一件，现在她的鱼缸里有三条机器鱼，它们能做某些工程师认为根本不可能做的事。它们能彼此“对话”，呆在水下，甚至能调整自己的动作，例如游到一起或分散开来。

　　依靠听觉信号交流

　　这个成就可不小，因为其他人研制的遥控鱼必须不时浮到水面，当然，不是像真鱼一样需要氧气，而是为了浮出水面发送它们的数据，接收新命令。摩根森的机器鱼可以在水下利用听觉信号彼此交流，并通过压力波传输数据。她也是从自然界获得创作灵感的。她与渔业科学家朱丽娅·帕里什合作，研究真实世界里的鱼类是如何彼此交流。这项研究最终使她拥有了自己的机器动物园，不过该动物园仅有三条机器鱼组成，每条大小像一条10磅重的鲑鱼。因为她的房间不够大，不然她将建立一个更大的机械动物园。她表示，有一天她的鱼群将增加到数百条，它们能被派遣到遥远的地方，用来监控环境污染情况，在海底火山上留下标记，当然也能跟踪敌方潜艇。

　　模仿敏捷金枪鱼

　　她的机器鱼只能下沉大约8英尺，这是她的实验室水池的深度。真正应用到现实生活中时，这些鱼必须能潜入更深，要达到这个目的是个不小的挑战。另外，机器鱼不能漏电，一条漏电的机器鱼很快就会成为一条死鱼。虽然一些其他研究人员已经制作出逼真的机器鱼，但是她的发明看上去并不像一条真鱼。不过它们工作起来像条真鱼，这些鱼不是利用推进器前进，因为这种方法容易产生噪音、效率低，并且容易与杂草和绳子缠结在一起。摩根森的鱼是借助鳍前后摆动产生的推力前行的。它们模仿了敏捷的金枪鱼等，在后面三分之一的身体快速运动时，前面三分之二的身体仍然保持笔直状态。摩根森说：“从工程学观点来说，模仿金枪鱼的运动方式很有好处，因为你可以将所有电子和材料塞进一个坚硬的外壳内，不用担心它的柔韧性。工程师很难解决这个柔韧性问题。”

　　她的机器鱼会按顺序展开“对话”。她说：“当轮到一条鱼‘发言’时，它将发出一种信号，显示交流方式、时间和日期。这些信号可能还包括它所在的位置或它们要追踪的一些物体的信息。信息发出后，任何距离足够近，能接收到相关信号的鱼都会对这些数据进行解码，并利用它。而且它们是依次做这些事情。”这个过程确保摩根森的机器鱼能完成一些看似非常简单的任务。它们既能游到一起，又能游向不同方向。因此，虽然这项技术并不完美，但是它已近取得了很大进步。这些鱼还能完成一些跟踪任务。她表示，为了扩大它们的应用范围，未来她的鱼群中将包括具有不同能力的不同种类的鱼。这个鱼群将增加到数百条，但是随着数量增加，一些问题也变得越来越突出。摩根森说：“它们收集数据所用时间将会更长，因为它们需要交换更多信息。这将对机器鱼的可行性产生限制。”它们将需要比现在利用的普通电池更好的能量来源。

　　将做进一步测试

　　为了获取更多信息，她将重新回到自然。摩根森和她的同事训练一些活鱼，让它们对刺激物起反应，游向觅食区。结果显示，没必要所有鱼都知道需要做什么。一些鱼显然是领导者，其他鱼是追随者，因此，只要有少数鱼知道是前往觅食处的时间了，所有鱼都会跟着这么做。她说：“这暗示了群体的交流方式。只要一条鱼发出信号，所有鱼都会仿照它的样子做。”她的机器鱼的大部分做法都与上述说法相符。一些鱼只接收到一半数据，但是它们仍能完成游到一起或分散开来的任务。

　　摩根森和她的学生在接下来的两周内将让这些机器鱼执行挑战性更大的任务。他们将要求这些鱼追踪一只遥控玩具鲨鱼。这将对它们的追踪能力进行适当测试。开始的试验确实非常适度，因为摩根森实验室内的水池大小非常有限。摩根森说：“我们或许没有那么多空间进行研究，这也是我们为什么只有3条机器鱼的原因。我们将设法利用华盛顿大学的游泳池进行试验。”她还打算在附近的华盛顿湖里试试运气。她说：“我们知道我们能让它们潜到8英尺深的水下，但是并没有试验已经证明它们能潜入更深。而这个湖非常非常深。这些机器鱼非常昂贵、很难被取代，因此我们不希望有一条丢失。”不过毫无疑问，有一天海洋将变成它们的乐园。(孝文）