這條身價30000美元的魚,是我們放進海洋的卧底

巧治海洋污染

科技智慧

再現威力

一位老漁夫和他的妻子居住在一處污染嚴重的海灣。每天早上,老漁夫拖著陳舊的漁網踏浪而出,可回家時漁網裡的成果卻一天一天越變越少。直到有一天,就在老漁夫快要窮困潦倒時,他撈到了一隻美麗無比的魚。長長的魚身閃爍著耀眼的光,走進一看魚鱗竟是一片片珍貴的藍寶石……

故事聽起來就像亞歷山大-普希金的那篇「漁夫和金魚的故事」,但經過科學家的不懈努力,這個虛擬故事很可能就在你的下一波漁獲中變為現實。

因為科學家們研製了一種機器魚,它竟然能夠追溯到海洋污染的源頭!

機 器 魚 大 起 底

研發背景與意義

機器魚的研發工作受到了來自歐盟委員會的大力資助,並由著名工程企業BMT集團協助,最終由英國埃塞克斯大學研發而成的價值30000美金的機器魚們早在2012年已被投放在西班牙的港口城市希洪。一經投放,這些機器魚們就開始了它們監測並分析海洋污染的任務。經過幾年的運行和完善,機器魚現已應用於監視船舶污染、下水管道排放污染物質和其他類型有害污染物等領域了。

機器魚不會發出噪音干擾水下環境。科學家們經過反覆觀察發現: 鯊魚完全對這種魚不感興趣,甚至是避而遠之的。因為鯊魚能感知到機器魚自帶的電場,從而遠離這些「水中間諜」。

機器魚能提供給海洋保護者第一手的、即時的海洋污染信息。環保部門不再需要花費大量人力物力去監測,可以真正做到對症下藥,省時省力。

日本博物館中展示的機器魚

設計原理

機器魚受到廣泛關注的原因,除了它極具意義的環境保護使命外,當然少不了它極像真魚、卻比真魚更完美的外形。但不要認為它的外形只是嘩眾取寵吸人眼球,靚麗外形的背後可是大學問。

即:仿生學原理。仿生學原理利用在許多尖端工程領域都起著重要作用。譬如高鐵的子彈頭形狀就是模擬蜂鳥的嘴的形狀,能有效地減少阻力。

有些建築設計從花苞獲得靈感,既有美觀又兼具實用。還有麵包車模擬海魚的形狀。

說回機器魚本身,既然這個全自動水生機器人的任務是偵測海洋污染,本著省力省心的原則,那當然是首選「魚」作為模擬對象啦。

工作原理

水中作業,高效才是王道!

正因為採用了和真實的魚一樣的運動機制,機器魚才能夠依靠自帶的電池工作長達八個小時。機器魚安裝有自主導航裝置,可以讓它們在不需要人為控制的情況下在港口周圍遊動。在使用8小時後,即電池電量變低時,它們會自動游回充電站充電。當機器魚要深入海洋時,它也會返回充電中心充電,為第二天搜尋污染做準備。

機器魚還裝有化學感測器,能夠檢測到浮在水面上的廢物或水中已溶解的污染物。 在作業的同時,機器魚會同步通過超聲波無線發射機和接收機,將數據傳給研究中心。機器魚之間,也可以使用超聲波來互相溝通。這一切功能,使得研究人員可以獲得實時水體污染數據以及化學分析,還有對污染源的預測。

其 他 海 洋 機 器 魚

其實埃塞克斯大學的仿生機器魚並不是第一個旨在解決水體污染的機器人。還有哪些請接著往下看。

羅勃魚

華盛頓大學研究學者摩根森研發了三個羅勃魚(Robofish),雖然數量遠不及上述的機器魚,但對刺激相似科技起到了重大作用。這三個機器人依靠水下聲波交流,可自動運行,並使用一系列感測器來檢測周圍環境。

不過這種羅勃魚每20分鐘就得上岸一次,在岸上通過衛星傳輸已收集的數據。據稱,這種羅勃魚充滿電後可以一次性工作6個月!摩根森說,他除了會用羅勃魚來測量污染之外,還有用來追蹤鯊魚。

戰鬥魚

德國一家自動化公司Festo,在2006年推出的第一款仿生魚名叫戰鬥魚(Airacuda)。名字著實霸氣,但它的外形卻是個單純無害的樣子呢!

這款戰鬥魚,魚身由氣動肌腱打造,使其能像真魚般靈活地遊動。

由於是第一款該公司的仿生魚因而沒有被分配具體的職責或任務。如果硬要說的話,那可能是負責貌美如花吧!

機器八爪魚

希臘、義大利、以色列、瑞典、土耳其和美國的科學家們打算合夥設計一個「溫柔」的傢伙----機器八爪魚。這隻八爪魚的每根觸手,內置四根細繩,外覆柔軟橡膠。細繩內是電活性聚合物,碰到電場就會收縮,這就使得八爪魚的觸手可以靈活伸縮。

這樣一來,機器八爪魚就能藉助這些觸手在大洋底部的脆弱表面上行走,而不會打擾或破環周邊生態環境。因此,科學家們可以藉此來更好地研究污染海底珊瑚礁的因素。

當然了以上還不能囊括所有的仿生機器人,為了尋求靈感,科學家們已將目光轉向了鯊魚、海歸和七鰓鰻等海洋生物。即便這些偵測污染的機器人目前幫助我們保護環境的能力還有限,但我們還是相信更光明的未來。


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