美发明新型机器鱼 有望争霸未来水世界(图)
2008-6-13 9:59:52   新浪科技

机器鱼

机器鱼

　　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。

　　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。

　　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。

　　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。