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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(zhǔn)感知水流

發(fā)布時間:2025年05月21日 09:57     來源:中國新聞網(wǎng)

  如何讓水下機器人(機器魚)像魚一樣精準(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,中國科學(xué)院自動化研究所向媒體發(fā)布消息說,受魚類在水中的活動啟發(fā),該所智能機器人系統(tǒng)研究團隊最近創(chuàng)新研發(fā)出基于自主視覺的仿生側(cè)線傳感器FlowSight,賦予水下機器人精準(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)測任務(wù)開辟了新路徑。

  研究團隊介紹,在自然界中,魚類依靠側(cè)線系統(tǒng)感知水流變化,在暗流涌動的水下靈活導(dǎo)航、躲避障礙?;诖?,他們研發(fā)的FlowSight仿生側(cè)線傳感器,利用一根仿魚側(cè)線神經(jīng)丘的柔性硅膠觸須進行水流傳感。

  當(dāng)水流沖擊觸須時,其形變信息被內(nèi)置高清攝像頭實時捕捉為圖像序列,并利用深度學(xué)習(xí)模型從圖像中解析水流速度與方向,實現(xiàn)了單點、無輔助設(shè)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,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,并成功實現(xiàn)基于水流感知的閉環(huán)運動控制實驗。實驗效果顯示,仿豹魴鮄水下機器人可像真實魚類一樣逆流巡游、動態(tài)調(diào)姿,為水下勘探與生態(tài)監(jiān)測提供了全新方案。

  這項仿生側(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(IEEE)旗下專業(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,對本項研究進行科普演示。

  (記者 孫自法 制作 樂小敏 視頻來源 中國科學(xué)院自動化研究所)

責(zé)任編輯:【于曉】

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