機器魚(yú)

　　新浪科技訊 北京時(shí)間6月13日消息，據美國廣播公司報道，美國科學(xué)家最近以自然界中的魚(yú)為基礎，設計了一款能在水中游動(dòng)最新電動(dòng)機械裝置----機器魚(yú)。

　　科學(xué)家和工程師并沒(méi)有完全復制真魚(yú)的自然特征，只是借用了其中最有特點(diǎn)的一部分。華盛頓大學(xué)航空航天系副教授克麗斯蒂·摩根森將這稱(chēng)作“生物啟發(fā)”。摩根森在接受采訪(fǎng)時(shí)表示，在大學(xué)生時(shí)代，她就一直在研究“仿生運動(dòng)”，獲得博士學(xué)位后，開(kāi)始為“自己一直從事的研究進(jìn)行有趣的應用試驗?！笔虑橐患又?zhù)一件，現在她的魚(yú)缸里有三條機器魚(yú)，它們能做某些工程師認為根本不可能做的事。它們能彼此“對話(huà)”，呆在水下，甚至能調整自己的動(dòng)作，例如游到一起或分散開(kāi)來(lái)。

　　這個(gè)成就可不小，因為其他人研制的遙控魚(yú)必須不時(shí)浮到水面，當然，不是像真魚(yú)一樣需要氧氣，而是為了浮出水面發(fā)送它們的數據，接收新命令。摩根森的機器魚(yú)可以在水下利用聽(tīng)覺(jué)信號彼此交流，并通過(guò)壓力波傳輸數據。她也是從自然界獲得創(chuàng )作靈感的。她與漁業(yè)科學(xué)家朱麗婭·帕里什合作，研究真實(shí)世界里的魚(yú)類(lèi)是如何彼此交流。這項研究最終使她擁有了自己的機器動(dòng)物園，不過(guò)該動(dòng)物園僅有三條機器魚(yú)組成，每條大小像一條10磅重的鮭魚(yú)。因為她的房間不夠大，不然她將建立一個(gè)更大的機械動(dòng)物園。她表示，有一天她的魚(yú)群將增加到數百條，它們能被派遣到遙遠的地方，用來(lái)監控環(huán)境污染情況，在海底火山上留下標記，當然也能跟蹤敵方潛艇。

　　她的機器魚(yú)只能下沉大約8英尺，這是她的實(shí)驗室水池的深度。真正應用到現實(shí)生活中時(shí)，這些魚(yú)必須能潛入更深，要達到這個(gè)目的是個(gè)不小的挑戰。另外，機器魚(yú)不能漏電，一條漏電的機器魚(yú)很快就會(huì )成為一條死魚(yú)。雖然一些其他研究人員已經(jīng)制作出逼真的機器魚(yú)，但是她的發(fā)明看上去并不像一條真魚(yú)。不過(guò)它們工作起來(lái)像條真魚(yú)，這些魚(yú)不是利用推進(jìn)器前進(jìn)，因為這種方法容易產(chǎn)生噪音、效率低，并且容易與雜草和繩子纏結在一起。摩根森的魚(yú)是借助鰭前后擺動(dòng)產(chǎn)生的推力前行的。它們模仿了敏捷的金槍魚(yú)等，在后面三分之一的身體快速運動(dòng)時(shí)，前面三分之二的身體仍然保持筆直狀態(tài)。摩根森說(shuō)：“從工程學(xué)觀(guān)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，模仿金槍魚(yú)的運動(dòng)方式很有好處，因為你可以將所有電子和材料塞進(jìn)一個(gè)堅硬的外殼內，不用擔心它的柔韌性。工程師很難解決這個(gè)柔韌性問(wèn)題?！?/P>

　　她的機器魚(yú)會(huì )按順序展開(kāi)“對話(huà)”。她說(shuō)：“當輪到一條魚(yú)‘發(fā)言’時(shí)，它將發(fā)出一種信號，顯示交流方式、時(shí)間和日期。這些信號可能還包括它所在的位置或它們要追蹤的一些物體的信息。信息發(fā)出后，任何距離足夠近，能接收到相關(guān)信號的魚(yú)都會(huì )對這些數據進(jìn)行解碼，并利用它。而且它們是依次做這些事情?！边@個(gè)過(guò)程確保摩根森的機器魚(yú)能完成一些看似非常簡(jiǎn)單的任務(wù)。它們既能游到一起，又能游向不同方向。因此，雖然這項技術(shù)并不完美，但是它已近取得了很大進(jìn)步。這些魚(yú)還能完成一些跟蹤任務(wù)。她表示，為了擴大它們的應用范圍，未來(lái)她的魚(yú)群中將包括具有不同能力的不同種類(lèi)的魚(yú)。這個(gè)魚(yú)群將增加到數百條，但是隨著(zhù)數量增加，一些問(wèn)題也變得越來(lái)越突出。摩根森說(shuō)：“它們收集數據所用時(shí)間將會(huì )更長(cháng)，因為它們需要交換更多信息。這將對機器魚(yú)的可行性產(chǎn)生限制?！彼鼈儗⑿枰痊F在利用的普通電池更好的能量來(lái)源。

　　為了獲取更多信息，她將重新回到自然。摩根森和她的同事訓練一些活魚(yú)，讓它們對刺激物起反應，游向覓食區。結果顯示，沒(méi)必要所有魚(yú)都知道需要做什么。一些魚(yú)顯然是領(lǐng)導者，其他魚(yú)是追隨者，因此，只要有少數魚(yú)知道是前往覓食處的時(shí)間了，所有魚(yú)都會(huì )跟著(zhù)這么做。她說(shuō)：“這暗示了群體的交流方式。只要一條魚(yú)發(fā)出信號，所有魚(yú)都會(huì )仿照它的樣子做?！彼臋C器魚(yú)的大部分做法都與上述說(shuō)法相符。一些魚(yú)只接收到一半數據，但是它們仍能完成游到一起或分散開(kāi)來(lái)的任務(wù)。

　　機器魚(yú)

　　摩根森和她的學(xué)生在接下來(lái)的兩周內將讓這些機器魚(yú)執行挑戰性更大的任務(wù)。他們將要求這些魚(yú)追蹤一只遙控玩具鯊魚(yú)。這將對它們的追蹤能力進(jìn)行適當測試。開(kāi)始的試驗確實(shí)非常適度，因為摩根森實(shí)驗室內的水池大小非常有限。摩根森說(shuō)：“我們或許沒(méi)有那么多空間進(jìn)行研究，這也是我們?yōu)槭裁粗挥?條機器魚(yú)的原因。我們將設法利用華盛頓大學(xué)的游泳池進(jìn)行試驗?！彼€打算在附近的華盛頓湖里試試運氣。她說(shuō)：“我們知道我們能讓它們潛到8英尺深的水下，但是并沒(méi)有試驗已經(jīng)證明它們能潛入更深。而這個(gè)湖非常非常深。這些機器魚(yú)非常昂貴、很難被取代，因此我們不希望有一條丟失?！辈贿^(guò)毫無(wú)疑問(wèn)，有一天海洋將變成它們的樂(lè )園。(孝文)