歐盟仿生魚機器人研究的最新進展

近幾年，水下機器人在工業與民用行業的應用愈來愈普及，如被應用于海上石油和天然氣工業開采，以及酷似魚類外形的仿生魚機器人可保證科技人員在更自然的環境條件下，探索和深入研究海底動植物資源。歐盟第七研發框架計劃（FP7）提供全額資助，由愛沙尼亞塔林（Tallinn）技術大學生物機器人中心負責牽頭，歐盟多個成員國有關微納米電子技術、環境保護技術、信息通訊技術（ICT）、自動控制技術、動物仿生學和生命科學專家組成的歐洲FILOSE（Robotic FIsh LOcomotion and SEnsing）研發團隊，利用自行研制設計的流輔助與流相關導航儀（Flow-Aided and Flow-Relative Navigation），開發可感應水下流速的仿生魚機器人獲得成功。研發團隊開創性的研究工作，取得仿生魚機器人瓶頸技術的突破，奠定了仿生魚機器人廣泛推廣應用的基礎，榮獲歐委會嘉獎。

虹鱒魚（Rainbow Trout）是水下“混合泳”高手，研發團隊開發的外形、大小、行為和動態類似虹鱒魚的仿生魚機器人模型，迄今為止最大的缺陷，是不能像虹鱒魚一樣感知周圍的流速并變換游泳姿態。研發團隊的成功，也是最關鍵的技術突破，來自成功開發出可模仿動物毛發細胞感應生理學（Hair Cell Sensing Physiology）的人工毛發細胞。

研發團隊開發的仿生虹鱒魚，通過安裝在魚胸部的獨立變速馬達控制尾部擺動，擺動產生的波動波可促使仿生魚后部擺動而前身基本平行，從而保證仿生魚類似于虹鱒魚的前行姿態。感應裝置和控制裝置安裝在密封不透水的魚頭部，通過控制并改變尾部材料特性改變仿生魚的游泳姿態。仿生魚經過在實驗室流體動力學流罐（Flow Tank）的反復試驗和優化設計，不僅可以在急速變化的水流中，而且可以在渦流中保持類似虹鱒魚前行的姿態。

仿生魚機器人的應用前景廣闊，除工業應用外還可廣泛應用于：水下環境檢測、港口監控、搜救行動、人道主義排雷、海岸安全、漁業管理、反恐行動和軍事行動等。