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資訊頻道自然界中，魚(yú)類(lèi)依靠側線(xiàn)系統感知水流變化，在暗流涌動(dòng)的水下靈活導航、躲避障礙。受此啟發(fā)，中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所智能機器人系統研究團隊創(chuàng )新研發(fā)了基于自主視覺(jué)的仿生側線(xiàn)傳感器FlowSight，賦予水下機器人精準的“水流感知智慧”，為復雜水域的自主導航與環(huán)境監測任務(wù)開(kāi)辟了新路徑。
FlowSight仿生側線(xiàn)傳感器三維模型與實(shí)物圖
FlowSight仿生側線(xiàn)傳感器利用一根仿魚(yú)側線(xiàn)神經(jīng)丘的柔性硅膠觸須進(jìn)行水流傳感。當水流沖擊觸須時(shí)，其形變信息被內置高清攝像頭實(shí)時(shí)捕捉為圖像序列，并利用深度學(xué)習模型從圖像中解析水流速度與方向，實(shí)現了單點(diǎn)、無(wú)輔助設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(shí)，研究團隊將FlowSight傳感器集成于仿生水下機器人RoboDact上，并成功實(shí)現基于水流感知的閉環(huán)運動(dòng)控制實(shí)驗。RoboDact可像真實(shí)魚(yú)類(lèi)一樣逆流巡游、動(dòng)態(tài)調姿，為水下勘探與生態(tài)監測提供了全新方案。
相關(guān)工作以FlowSight: Vision-based Artificial Lateral Line Sensor for Water Flow Perception為題，近期在線(xiàn)發(fā)表于IEEE Transactions on Robotics期刊。該研究工作得到了“腦科學(xué)與類(lèi)腦研究”國家科技重大專(zhuān)項、國家自然科學(xué)基金、中國博士后科學(xué)基金等相關(guān)項目資助。
完整視頻鏈接：https://ia.cas.cn/kxyj/kydt_1/202505/t20250520_7788875.html
FlowSight傳感器在可變速泳道中進(jìn)行水流感知測試，可同時(shí)估計水流速度與方向
完整視頻鏈接：https://ia.cas.cn/kxyj/kydt_1/202505/t20250520_7788875.html
集成了FlowSight傳感器的仿生水下機器人RoboDact，可通過(guò)水流感知調整自身速度和方向，適應多種復雜水下環(huán)境
論文信息:
Tiandong Zhang;Rui Wang;Qiyuan Cao;Shaowei Cui;Gang Zheng;Shuo Wang."FlowSight: Vision-Based Artificial Lateral Line Sensor for Water Flow Perception,"in IEEE Transactions on Robotics,2025
來(lái)源：中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號