麻省理工开发3D打印软件机器人鱼 观测水下世界

麻省理工学院多产的计算机科学和人工智能实验室（CSAIL）最近透露了一项新技术，可以更容易地捕捉未知或神秘水下生物的视频和照片记录。

不，这不是一个惊人的潜水服或伪装的潜水艇（虽然那些会很酷）：这是一种称为SoFi的软机器鱼，可以在水下像在鱼一样游泳并探测水下世界。

机器鱼由部件组合而成。它的背部和尾部由硅橡胶和柔性塑料制成，使其能以几乎自然的方式在水中移动。然而，它拥有所有机器人电子元件，而头部是3D打印的。为了防止水渗入鱼的“大脑”并损坏电子设备，CSAIL团队在机器人的3D打印头中填充了一点婴儿油，这为机器提供了一个简单而机智的解决方案，以保护机器不受水的影响。 （在水下遇到较高压力时，婴儿油不会压缩。）

3D打印机器人鱼还配备了鱼眼镜头，可以捕捉水下其他鱼类的高分辨率照片和录像。游泳技术在许多方面都具有创新性。 SoFi不仅是一种伪装成鱼的机器人，而且它的独特设置还允许它在没有被束缚在船上或没有任何“笨重和昂贵的”螺旋桨设备的情况下进行潜水。SoFi机器人使用由相机，电机和锂聚合物电池（智能手机中使用的那种）组成的简单而精密的系统，能够在50英尺深处游泳约40分钟。

游泳是通过将马达泵水放入位于鱼尾部的两个“气球状室”来实现的。与发动机中的活塞类似地运行，一个室用水膨胀并使尾部向一个方向弯曲;当它切换时，会发生相反的情况。结果是模拟游泳动作。

通过这个液压机构，一个定制的浮力控制单元（压缩和解压空气）和一个可调节重量的功能，SoFi可以上下潜水，直线游泳并转向。CSAIL研究人员还使用了一个（防水）超级任天堂控制器和一个定制的声学通信系统来控制机器人的运动和速度。“据我们所知，这是第一个可长时间无限制地游泳的机器鱼，”SoFi研究的主要作者Robert Katzschmann说。 “我们很高兴能够使用像这样的系统来接近海洋生物。”

部分3D打印的水下机器人被开发成为研究水下环境和野生动物的一种方式，为此，SoFi的电机尽可能安静，通信系统基于超声波发射，并使用30至36千赫兹的波长。意大利比萨Sant'Anna高等研究学院的生物学教授Cecilia Laschi解释说：“像这样的机器人可以比当前的机器人更有效地探索珊瑚礁，因为它可以更安全地靠近珊瑚礁并且因为它可以被海洋物种更好地接受。“

目前，CSAIL团队正致力于改进3D打印软机器人的设计和功能，使其能够更快地游泳。最终，Katzschmann表示，该团队希望增加一个摄像头功能，使机器人能够“自动追踪真正的鱼”。CSAIL还计划部署一些SoFi机器人用于研究目的。

“我们认为SoFi是开发近乎水下观测站的第一步，”负责SoFi项目的CSAIL主管Daniela Rus说。 “它有可能成为海洋探索的新型工具，并为揭开海洋生物的奥秘开辟新的途径。”