國內首艘遠洋漁業資源調查船“淞航”號順利完成首航任務,近日返回位于上海的家。此次科考之旅凱旋,“淞航”號攜帶的水下機器人功不可沒。充分“施展”人工智能(AI)的“聰明才智”,對水下機器人而言,下潛到水下600米查探漁場環境是小菜一碟,裝備機械臂后還可以直接水下作業。事實上,在上海海洋大學的實驗室里,更多“奇幻”的水下機器人研究已經有了眉目。其中,擁有AI的機器魚擅長栩栩如生的仿生術,連魚兒們都不那么容易甄別出它的“外族”身份。
“機器魚”各具智慧
有著翼狀的胸鰭、細長如鞭的尾巴,這條蝠鲼的外表極其逼真,可它卻是實打實的“特工”。從2013年起,上海海洋大學錢衛國教授領銜的科研團隊就開始了機器魚的研究。第一代“狗魚1號”雖然外形逼真,也克服了水中視覺避障、傳感器信息接收和輸出等技術難點,但電纜驅動還是讓它“露出破綻”。于是,從“狗魚2號”開始,研發進入了無電纜驅動的時代。“我們的機械海龜增加了多自由度游泳,龐大的背殼也可以攜帶多種傳感器,而機械海蛇長80厘米,可以在河道淤泥里自由穿梭,相當于一架水底無人機。”錢衛國如數家珍地為記者介紹這些AI作品。在今年舉行的2017OI中國水下機器人大賽中,上海海洋大學的多款機器魚斬獲大獎,錢衛國也獲得了杰出指導教師獎。
圖片說明:機械蝠鲼曾獲2017年第六屆全國海洋航行器設計與制作大賽特等獎上海海洋大學供圖
目前,機器魚的研究還主要停留在實驗室階段,但其應用前景卻很廣泛。“以前漁網是否破損,需要漁民自己下水一點點摸索。有了機器魚,漁民就能‘對癥下藥’。”錢衛國介紹,“機器魚還可以承擔漁場勘探、水下環境測試等重任。”至于這些逼真的機器魚是否有被大型捕食魚類“誤食”的可能,錢衛國表示,將通過涂抹干擾色等措施來避免。
“秘密特工”用途廣
隨著科技的發展和人類開發海洋腳步的加快,水下機器人,尤其是高度仿生的機器魚,作為人類探索海洋的重要手段得到了越來越多的重視。“海洋是目前能源、生物資源最具發展潛力的空間。人伴隨著人類認識、開發海洋的進程,水下機器人也在不斷發展。”錢衛國介紹,“水是魚兒的天下,人類的形態特點和魚類相比處于完全劣勢。因此,水下機器人多仿魚類的形態甚至是運動方式,使它們可以輕松混入魚群中。”
圖片說明:機器魚的前景廣闊,在諸多領域都能大顯身手上海海洋大學供圖
據介紹,無纜水下機器人具備了探測識別、信息融合、智能控制等多方面技術,能夠依靠自身的決策和控制在復雜的海洋環境中高效完成預定任務。“無纜水下機器人在經濟和軍事等領域都有廣闊的應用前景,代表了水下機器人發展的趨勢。不過,高效能的電池相對缺乏和昂貴是目前無纜水下機器人發展的瓶頸。”錢衛國表示。
此外,上海海洋大學還開發了蝦蟹塘自主導航式投餌船等AI高科技產品,具有自主路徑規劃和導航能力,實現投餌、水質監測的自主化,目前已在寶山、崇明等養殖場應用,并出口厄瓜多爾等國家。
來源:新民晚報