中國(guó)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新研發(fā)的FlowSight仿生側(cè)線傳感器三維模型與實(shí)物圖。中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所 供圖
研究團(tuán)隊(duì)介紹,在自然界中,魚類依靠側(cè)線系統(tǒng)感知水流變化,在暗流涌動(dòng)的水下靈活導(dǎo)航、躲避障礙。基于此,他們研發(fā)的FlowSight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(shí),其形變信息被內(nèi)置高清攝像頭實(shí)時(shí)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(wú)輔助設(shè)備的水流高效矢量感知。水流速度測(cè)量相對(duì)誤差為3.05%,水流方向測(cè)量相對(duì)誤差為0.98%。
中國(guó)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新研發(fā)的FlowSight仿生側(cè)線傳感器分解圖。中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所 供圖
同時(shí),研究團(tuán)隊(duì)將FlowSight傳感器集成于一款仿生水下機(jī)器人——仿豹魴鮄水下機(jī)器人(RoboDact)上,并成功實(shí)現(xiàn)基于水流感知的閉環(huán)運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)效果顯示,仿豹魴鮄水下機(jī)器人可像真實(shí)魚類一樣逆流巡游、動(dòng)態(tài)調(diào)姿,為水下勘探與生態(tài)監(jiān)測(cè)提供了全新方案。
據(jù)悉,這項(xiàng)仿生側(cè)線傳感器創(chuàng)新研發(fā)工作的相關(guān)突破成果論文,近日在線發(fā)表于電氣電子工程師學(xué)會(huì)(IEEE)旗下專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《機(jī)器人匯刊》(Transactions on Robotics)。