当我们把机器鱼放到北大未名湖里测试,没想到竟引来了一群真鱼围观

作者: 谢广明

来源: 格致论道讲坛

发布日期: 2022-09-20 12:59:42

本文讲述了北京大学教授谢广明在过去的20年中,致力于研究机器鱼,并探讨了机器鱼在水下环境中的应用和重要性。文章通过实际例子说明了水下机器人在军事和日常生活中的需求,以及研究像鱼一样的机器人的原因和挑战。

大家好,我是来自北京大学的谢广明,今天给大家讲一讲这20年来我在北大做的事情。大家可能对机器人很熟悉了,但可能对机器鱼不太熟。其实,机器人的重点是机器,不是非得长得像人一样才叫机器人,所以机器鱼也是一类机器人。而且它的应用环境限制在水中,我们希望它能够模仿鱼类的各种功能,所以它是一种仿生类的水下机器人。我们的梦想,就是要研发出像鱼一样的机器人。

为什么要研究机器鱼?为什么要研究水下的机器人呢?

这是从实际需求出发的。我给大家讲两个例子:20世纪60年代,美国在欧洲举行军事演习,结果出现了事故,轰炸机上的氢弹掉到了海里。海深700米,怎么办呢?氢弹不能不捞,因为它很危险。所以最后美国花了几千万美元造了一个水下机器人,这才把氢弹捞上来。第二个例子跟我们的日常生活有密切关系。大家都喜欢吃各种海鲜,但很多时候你会发现,海鲜的捕获并不容易。

像扇贝、鲍鱼、海参等,有时候需要蛙人下海去捕捞,非常辛苦,而且可能每次只能下海20分钟。因为水太深,大气压非常大,在水下时间长了可能会得职业病,因此我们都希望将来能派机器人做这个事情。所以水下机器人非常重要。

再进一步来说,我们为什么要研究像鱼一样的机器人呢?其实我们现在已经有很多水下机器人了,它们也在很多方面得到了应用,但是它们的性能非常有限。

后来我们发现,真正适合在水下工作或者生活的是各种各样像鱼一样的生物,它们经过亿万年的进化,最适合水下的恶劣环境,游动效率比现在螺旋桨推动要高很多。而且它们的机动性很好,非常灵活,在障碍物中能自由穿梭。另外,由于水下环境非常特殊、复杂,水下的生物必须有很强的适应能力。而它们具备各种各样的功能,能够帮助自身适应水下的环境。除此之外,在军事方面它具备较高的隐蔽性,为什么呢?

因为现在依靠螺旋桨推进的水下机器人很容易被对方发现,而如果以鱼的方式前进,就没有螺旋桨具备的规律,对方找不到它,所以说它的隐蔽性比较强。

对于现在的技术研究而言,下海比登天还难。这一点大家可能有点不好接受,咱们来具体分析一下。地球上最深的海是在马里亚纳海沟,那里的海深大概有1万米左右,但是能够到那儿去的人类非常少,最多有两位数,机器人就更少了。相比之下,我们平常坐的飞机基本都行驶在万米高空。

咱们的航天员甚至能在空间站上面生活半年之久,但是大家听说过人类长时间在水下停留的新闻吗?没有,这是因为水下的环境跟在空气中非常不一样,人类很多方面的技术无法在水下使用,这造成了发展水下技术和水下机器人的困难,但这也让我们更有动力去研究像鱼一样的机器人。

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