机器鱼的科学奇遇哈佛大学水下机器人首次登顶Science封面

水下机器人难“组团”：哈佛大学机器鱼登上Science子刊封面

在浩瀚的海洋中，成千上万条鱼儿以一种神奇的方式协同作战，他们能像真正的“鱼群风暴”一样，在低能见度条件下集体迁徙、捕食或躲避掠食者。这种自组织现象不仅出现在自然界，更是科学家们研究机器人集体行为的灵感源泉。

来自哈佛大学的科学家们成功地将这一概念应用到水下机器人领域，研发了一批能够像真实鱼群一样同步运动、无需外部控制的水下机器人。这项突破性的工作首次展示了具有隐性协调复杂三维集体行为，并且被选为《科学机器人》（Science Robotics）2021年1月份月度封面。

然而，将这种高效、自主和可扩展性的组织水平应用于水下环境仍然是一个挑战。传统的地面通信方法在水下的性能很差，而且位置定位方法几乎不可用，这使得设计新的通信和定位方法成为必需。此前的一些研究已经通过增设水面辅助机器人和浮动基站来实现更复杂的操控，但这增加了工程和控制复杂性。

为了解决这些问题，科学家们需要找到一种更低成本、高效率的方式，让机器人的集体行为像真实鱼群那样，无缝且连贯，同时独立于外界辅助技术。在危险区域进行搜索与救援时，拥有高度自治、自给自足的机器人群变得尤为重要。

弗洛里安·伯林格（Florian Berlinger），该论文的一位作者表示：“我们使用隐式规则和三维视觉感知来创建一个在水下具有高度自治性和灵活性的系统，即使是在GPS和Wi-Fi等通信信号无法访问的情况下。” 这种创新方案有望开辟新纪元，为未来潜 水任务提供强大的支持。