自然界中，魚類依靠側(cè)線系統(tǒng)感知水流變化，在暗流涌動的水下靈活導(dǎo)航、躲避障礙。受此啟發(fā)，中國科學(xué)院自動化研究所智能機(jī)器人系統(tǒng)研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新研發(fā)了基于自主視覺的仿生側(cè)線傳感器FlowSight，賦予水下機(jī)器人精準(zhǔn)的“水流感知智慧”，為復(fù)雜水域的自主導(dǎo)航與環(huán)境監(jiān)測任務(wù)開辟了新路徑。
這種仿生側(cè)線傳感器利用一根仿魚側(cè)線神經(jīng)丘的柔性硅膠觸須進(jìn)行水流傳感。當(dāng)水流沖擊觸須時，其形變信息被內(nèi)置高清攝像頭實(shí)時捕捉為圖像序列，并利用深度學(xué)習(xí)模型從圖像中解析水流速度與方向，實(shí)現(xiàn)了單點(diǎn)、無輔助設(shè)備的水流高效矢量感知。水流速度測量相對誤差為3.05%，水流方向測量相對誤差為0.98%。同時，研究團(tuán)隊(duì)將這種傳感器集成于仿生水下機(jī)器人上，并成功實(shí)現(xiàn)基于水流感知的閉環(huán)運(yùn)動控制實(shí)驗(yàn)。水下機(jī)器人可像真實(shí)魚類一樣逆流巡游、動態(tài)調(diào)姿，為水下勘探與生態(tài)監(jiān)測提供了全新方案。
△FlowSight仿生側(cè)線傳感器三維模型與實(shí)物圖
△FlowSight仿生側(cè)線傳感器爆炸視圖
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