北京大學先進制造與機器人學院教授謝廣明因常在未名湖里測試仿生機器魚，被師生親切地稱為“魚教授”。最近，他帶領團隊在水下感知領域取得技術突破，助力機器魚在復雜水下環(huán)境里實現精準定位和感知。謝廣明揭秘，該技術的靈感來源于魚類的一種間歇性游動習慣，有望推動機器魚應用于水資源勘查、水環(huán)境監(jiān)測、水下設施維修等場景。

水下環(huán)境昏暗渾濁，光學攝像頭視野受限，使用傳統聲吶又容易暴露位置，導致水下機器人的感知技術開發(fā)一直存在瓶頸�！拔覀儼l(fā)現，魚能在水下復雜環(huán)境里自如游動，靠的是一種感知器官——側線系統。有了它，魚能捕捉水流的細微變化，評估周圍是否有同伴或障礙物�！敝x廣明說，此前，團隊已參照側線系統原理設計出了感知陣列，卻在測試中發(fā)現了新問題，“機器魚擺動身體時，會攪動水流產生‘自噪聲’。多條機器魚同時作業(yè)，彼此的水流擾動還會相互疊加，嚴重干擾有效信號，很難實現精準感知�！�

20余年來，謝廣明一直帶領團隊以魚為師，致力于破解水下機器人的環(huán)境感知難題。遇到瓶頸時，他們習慣回到魚身上找靈感。謝廣明說，團隊成員發(fā)現，相比于持續(xù)擺尾的游動方式，許多魚類有一種間歇性游動的習慣——短暫加速后再滑行�！斑@種看似簡單的游動節(jié)奏變化，卻藏著魚兒的大智慧。滑行階段大幅減少了自身運動引起的水流擾動，更省勁兒�！彼�說。

以此為啟發(fā)，團隊創(chuàng)造性地將魚類的間歇性游動策略引入機器魚系統，通過合理調控加速與滑行的時間配比，顯著提升了感知陣列的信號采集質量。測試結果顯示，依靠體表的感知陣列，機器魚可以在約1.7米的范圍內，實時完成高精度的位置與姿態(tài)測算。

相關成果近日在《國際機器人研究期刊》上發(fā)表。謝廣明表示，將繼續(xù)優(yōu)化機器魚避障、協同游動等技術，推動其在真實場景中應用。他對機器魚的應用前景很有信心：“未來，機器魚不僅會游動，更善于感知。裝上攝像頭和機械手，它就可以下潛到人類無法到達的深度，即使在復雜水下環(huán)境中，也可以自如抓取物體，實現數據傳輸。它還能在魚群中以假亂真，引導魚群游向適宜的水域�！保ㄓ浾� 何蕊）