中国科学院自动化研究所的研究人员Yu Junzhi告诉《科学与技术》的记者，为了实现游泳，有一名Sofi Machine Fish的驾驶员将水泵入两个球形腔。当执行机构将水推到另一个空腔时，身体将朝另一个方向弯曲。与发动机的一组活塞类似，机鱼就像真正的鱼一样驱动机器鱼。
值得一提的是，Sofi使用软件驱动的机制设计来摆脱刚性机构的限制。 “仿生软件将来将是机器鱼的开发方向。” Yu Junzhi说。
实际上，除了沙发，机械狗鱼，机械海豚和机械水母外，许多仿生生物还已经在水中游泳了。
教师定律的自然机械设计
运动控制
Yu Junzhi介绍了Vinic Fish可以灵活地在水中游泳，这主要是由于机械设计和运动控制的结合。
在自然界中，长期的自然选择和进化为非凡的水下运动才华提供了。凭借其出色的生理结构和游泳机制，鱼类的旅游性能远远超过了现有的载体。
“那些可以成为老师的人，我们基于生物解剖学，以设计仿生机鱼的外部形状和内部质量分布。” Yu Junzhi说。
以机械狗鱼为例，就机械设计而言，机器鱼使用北美狗鱼作为仿生物体。整体形状采用了流线线的细长结构。具有宽平面设计的头部可以有效地降低流体阻力。尾巴是一种典型的多链接机构，由四个铝制骨架制成。这样的机构简单而灵活，易于控制kaiyun全站网页版登录，并且可以模仿鱼的游泳形式。尾鳍通过小尾巴手柄连接到多链接机构。它的形状是根据真正的狗鱼的尾鳍设计的，它更符合生物学特征，以获得更好的水力。
鱼的胸鳍具有极其复杂的生理结构，不仅可以用作被动控制表面，以静态形式帮助鱼体平衡，还可以以在活性控制表面的形式中实现可操作性。振动的形式。本质
“我们采用两个免费的胸鳍结构，具有对称性并保持拉伸，并在机器游泳时提供推动扭矩，以实现机器的浮动/潜水。” Yu Junzhi说，在垂直线的机械设计过程中，重心必须保持在向前方向的轴上。重心越多，机器游泳时对头部的影响越小，因此机器鱼游泳的稳定性更好。
除了真正的北美狗鱼外，机械鱼还与游泳时的北美狗鱼非常相似。它不仅可以上下漂浮，左右旋转，而且可以迅速转动。
Yu Junzhi介绍了鱼游泳模式多种类型。简而言之，有两种主要类型。一个是车身/尾鳍模式。扩展到尾鳍，从而产生高级功率；另一个是鳍/鳍的中央鳍，可以通过中央鳍和鳍或摇摆运动的波动发展促销力量。
在运动控制方面，仿生机鱼的钥匙可以实现这两种节奏游泳模式，是使用中央模式发生器（CPG）运动控制器。 CPG是指生物体中枢神经系统中存储的神经元电路，该电路可以产生协同的节奏动摇，而无需任何感知反馈或高级神经病中心的控制信号。将此运动控制器应用于机器鱼，并控制机器鱼的多链路机理，以产生一定的相位差异以进行周期性的挥杆，以实现类似于鱼类拟合的控制方法。这是因为这种控制器机器游泳非常自然。
“机器鱼不仅像鱼一样，而且在进行其他动作时也像鱼，例如快速转向。” Yu Junzhi提出，通过观察鱼的快速转向，我们发现鱼几乎在快速转向过程中。限制在“ C形管道”中。目前，鱼体具有最小的背部力，能量损失较小。基于这种现象开yun体育app官网网页登录入口，我们提出了虚拟C形管道的动态轨迹方法。该方法应用于机器鱼，该机器鱼类解决机器鱼的快速，准确的瞬态控制以及瞬态和稳定状态的转换。
在这些“从外部”设计之后，机鱼可以表现出天然，灵活的游泳性能，例如真正的鱼类。
监视，搜索和探索有很多用途
鱼类水下飞机的设计可以启发鱼类的出色生理结构和旅行机制。与基于传统的螺旋桨水下飞机相比，机器鱼意识到螺旋桨和方向舵的统一性，具有高可操作性，低干扰和高效率的优势。监视，搜索，勘探和救援行动。
Yu Junzhi说：“此外，使用机制的机理还可以帮助生物学家探索鱼类的更深层次问题，并帮助生物学家解决鱼类游泳的奥秘。”
目前，这些仿生机器人已经投资于特定工作。 2011年云开·全站体育app登录，仿生机海豚水质监测系统成功地在北京扬基湖的水质测试中进行了。 2016年，便携式水质监测仿生机海豚系统更聪明，并且执行了多次多水监控任务。例如，在Yushu Zen古代水库中，它成功收集了重要的水质参数，例如储层的pH值，电导率和温度，为Yushu City提供了基本数据，以掌握水质信息和措施，并有效提高水质监测。
将来，越来越多的仿生生物会在水中飙升。
摘录摘自：Science and Technology Daily 2018.3.31
