新型“機(jī)器魚”問世 有望爭霸未來水世界
http://www.bfqmb.cn 2008-06-13 14:51 來源:新華網(wǎng)
美國科學(xué)家近期研制出一種仿生“機(jī)器魚”。盡管它們外形并不像真正的魚類而是設(shè)計(jì)精巧的機(jī)械裝置,卻能像魚一樣游泳和活動。
新型機(jī)器魚
美國全國廣播公司網(wǎng)站11日報道,華盛頓大學(xué)的克里斯蒂·摩根森是航空航天系助教,由她領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)成功制
造出一種仿生機(jī)器魚。它們外形雖然不同于真正的魚類,卻能夠像魚一樣游泳和活動。
之前的水下機(jī)械設(shè)備多用螺旋槳作為推動力,不僅噪音大、效率低,還容易被水藻和船舶繩索纏住,導(dǎo)致其無法前進(jìn)。這種機(jī)械魚的動力裝置卻跟真的魚一樣,是前后劃水的“魚鰭”,因而克服了螺旋漿的種種弊端。
目前,摩根森團(tuán)隊(duì)已經(jīng)制造出3條機(jī)器魚,它們目前都“生活”在實(shí)驗(yàn)室的水池中。之前研制出的機(jī)器魚每隔一段時間必須浮出水面一次,以便收發(fā)新的信息,就像魚兒浮出面呼吸氧氣那樣。而摩根森的機(jī)器魚能夠在水下發(fā)出電子信號,通過壓力波完成相互間的數(shù)據(jù)傳輸。所以,它們能夠在水下相互交流,甚至可以共同完成一些動作,例如集合和解散。
靈感源于大自然
摩根森在一次電視采訪中說,她研制機(jī)器魚是受了大自然的啟發(fā),她稱之為“生物啟發(fā)”。她從大自然這個最高明的造物主那里借用了最精妙的成果。
她的機(jī)器魚以各種魚類為范本研制而成。其中最主要的是身手敏捷的金槍魚。它們游動的時候,身體前半部分保持不動,僅僅依靠身體后部產(chǎn)生動力。
為了使機(jī)器魚能夠像真正的魚類那樣在水下進(jìn)行交流,摩根森與魚類學(xué)家朱莉婭·帕里什一起,對魚類的交流方式做了認(rèn)真細(xì)致的研究,才最終用壓力波解決了這一問題。
摩根森和團(tuán)隊(duì)成員馴養(yǎng)了一群魚,并訓(xùn)練它們在得到外界刺激后,游向食物區(qū)獲取食物。研究發(fā)現(xiàn),并不是所有的魚都了解作息時間,可一旦有一小部分魚意識到午餐時間到了,可以通過交流讓其他的魚也知道這一信息。
那么,機(jī)器魚是否也能像魚群一樣交流呢?摩根森對此做了肯定回答。她的團(tuán)隊(duì)研發(fā)的機(jī)器魚在接受到指令的情況下,能夠在水下相互交流,完成集合、解散之類的任務(wù)。
征服未來水世界?
摩根森相信,機(jī)器魚能夠征服未來水世界。她說,未來的某一天,她的團(tuán)隊(duì)會生產(chǎn)出數(shù)以百計(jì)的機(jī)器魚。它們細(xì)分為不同的種類,隨著功能不斷擴(kuò)展,它們能夠完成不同的任務(wù)。
到時,機(jī)器魚將被派往水世界的各個角落執(zhí)行任務(wù),監(jiān)測水污染和海底火山活動,甚至能夠跟蹤敵人的潛艇。
然而,為了那一天的到來,摩根森和她的團(tuán)隊(duì)還要克服很多的問題。首先,受到實(shí)驗(yàn)水池的局限,目前為止,機(jī)器魚潛游過的最深水深僅為8英尺(約合2.5米),超過這個深度,它就會滲水甚至破裂,以致完全不能工作。其次,要讓機(jī)器魚在更深的水下工作,必須為它們配備更好的動力裝置,而不是現(xiàn)在所使用的電池。另外,目前的機(jī)器魚搜索目標(biāo)需要花費(fèi)較長的時間,因?yàn)檫@需要進(jìn)行比較復(fù)雜的信息交換,計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度局限了機(jī)器魚的活動能力。
未來幾周,摩根森團(tuán)隊(duì)將對機(jī)器魚進(jìn)行簡單的跟蹤訓(xùn)練,讓它們在水池里“追蹤”玩具鯊魚。