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2017年06月04日 星期日 放大 缩小 默认   
水中放条机器鱼 静静报告水酸度
小云
机器鱼骨架
能感知酸度的传感器
  你可能想到在鱼池中放个机器人,自动、实时地了解水的质量;那么,就用一条鱼,不是更好吗?那些希望将对鱼的干扰降到最低的科学家们循着这一思路,开发了各种各样的机器鱼。受生物启发而研制的自主交通器的最新例子,是一种专门设计的鱼型机器人,它跟踪水产养殖环境的pH值,帮助保持鱼类的健康。

  据西班牙马德里理工大学(UPM)的数据,世界各地的海鲜有一半来自养鱼场,因此时刻关注养鱼场的pH水平十分重要,它提供了水酸度的指示,可影响其他水质因子。最近研究表明,更多的酸性水域会导致鱼类应急过度、导致生病,甚至会使其生存本能受到破坏,比如导致它们向掠食者游去。

  芬欧汇川集团的机器人研究者联手佛罗伦萨大学科学家,希望提供在这些养殖环境中实时、现场检测pH值的监测新工具。他们创建了鱼型的水下航行器,它非但形状像鱼,甚至能自行调整移动模式来适应水质,以此揭示有异常情况的区域。养鱼人观察机器鱼,就能毫不打扰地了解水域的大致状况。

  机器鱼不包括尾巴为30厘米长,躯干由1毫米厚的聚碳酸酯制成,机器人采用形状记忆合金执行器让鱼身弯曲,鱼尾扇动。所有部件包裹在乳胶皮囊内,有肋骨结构增加稳定性。系统从特制的传感器得到线索,相应地驱动机器鱼在水中游动。

  这个传感器由导电聚合物聚苯胺膜覆盖在石墨电极表面制成,它监视周围水的pH值,并将这些化学信息转换成电子信号,确定机器鱼的游动模式。团队进行的初步实验中,pH传感器成功地控制鱼尾的运动。这是仿生机器人作为管理养鱼场工具的概念证明。

  “借助机器鱼提供的环境变化早期信息,我们能控制水质参数,改进养鱼场的管理决策,从而保证水产品的质量。”芬欧汇川集团的克劳迪奥·罗西说。

  研究发表在《传感器和执行器》杂志B版。小云(图 / UPM) 

     
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