仿生側(cè)線傳感器FlowSight賦予水下機器人“水流感知智慧”

　　【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】自然界中，魚類依靠側(cè)線系統(tǒng)感知水流變化，在暗流涌動的水下靈活導(dǎo)航、躲避障礙。受此啟發(fā)，中國科學(xué)院自動化研究所智能機器人系統(tǒng)研究團隊創(chuàng)新研發(fā)了基于自主視覺的仿生側(cè)線傳感器FlowSight，賦予水下機器人精準(zhǔn)的“水流感知智慧”，為復(fù)雜水域的自主導(dǎo)航與環(huán)境監(jiān)測任務(wù)開辟了新路徑。
 

FlowSight仿生側(cè)線傳感器三維模型與實物圖
 

　　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行水流傳感。當(dāng)水流沖擊觸須時，其形變信息被內(nèi)置高清攝像頭實時捕捉為圖像序列，并利用深度學(xué)習(xí)模型從圖像中解析水流速度與方向，實現(xiàn)了單點、無輔助設(shè)備的水流高效矢量感知。水流速度測量相對誤差為3.05%，水流方向測量相對誤差為0.98%。同時，研究團隊將FlowSight傳感器集成于仿生水下機器人RoboDact上，并成功實現(xiàn)基于水流感知的閉環(huán)運動控制實驗。RoboDact可像真實魚類一樣逆流巡游、動態(tài)調(diào)姿，為水下勘探與生態(tài)監(jiān)測提供了全新方案。
 

　　相關(guān)工作以FlowSight: Vision-based Artificial Lateral Line Sensor for Water Flow Perception為題，近期在線發(fā)表于IEEE Transactions on Robotics期刊。該研究工作得到了“腦科學(xué)與類腦研究”國家科技重大專項、國家自然科學(xué)基金、中國博士后科學(xué)基金等相關(guān)項目資助。