西班牙马德里理工大学的自动化与机器人中心(CAR UPM-CSIC)与佛罗伦萨大学(University of Florence)的研究人员正在开发设计一款具有生物传感器的自动水下仿生机器人,机器人可以用来检测水体的酸碱值从而监测水质。为了尽可能地减少对鱼的干扰和压力,这些机器人在设计时模仿的是一条游动的鱼。它们可以在原位实时监控异常状况,便于监测渔场的环境。
水产业已经成为世界上增速最快的动物性食品行业。鱼、甲壳类动物和贝壳已占据全球人类消费鱼类产品的五成左右。为了将水生系统保持在最优水平,避免对鱼类造成生理压力并防止鱼类生病,CAR UPM-CSIC仿生系统实验室(Bio-inspired Systems Lab)的研究人员与佛罗伦萨大学化学系的研究人员合作,正在研发一种配有生物感应器的自动水下载具,对渔场的水质和养分进行实时监测和控制。
为了尽可能减少对鱼造成的不便以及可能的生理压力,研发的仿生机器人模仿了鱼的外观和功能。除了可以提供水体数据之外,该机器鱼还能根据水体状况调整游动方式来探测和突出聚集区。由于水体酸度直接影响水质和鱼类健康等,研究人员开发了一种pH传感器,此传感器是通过在石墨丝网印刷的电极表面电化学沉积聚苯胺薄膜的方式研制而成。有了这一感应器的设计,机器鱼能够根据感应器传送过来的信息改变其游动方式。
机器鱼不包括鱼尾的总长为30cm,由1mm厚度的聚碳酸酯弯曲成连续柔性结构(机器鱼的骨架),另外还采用了一个附加的鱼骨结构来支撑由硅胶制成的“鱼皮”。机器鱼的研发人员克劳迪奥·罗西(Claudio Rossi)表示,“这个系统提供了环境变化的早期信息,可用来检测水质参数、改善渔场管理决策进而改善鱼类的健康”。
(编译 李晓曼)