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據美國廣播公司報道，美國科學家最近以自然界中的魚為基礎，設計了一款能在水中游動最新電動機械裝置----機器魚。
科學家和工程師並沒有完全複制真魚的自然特征，只是借用了其中最有特點的一部分。華盛頓大學航空航天系副教授克麗斯蒂‧摩根森將這稱作“生物啟發”。摩根森在接受採訪時表示，在大學生時代，她就一直在研究“仿生運動”，獲得博士學位後，開始為“自己一直從事的研究進行有趣的應用試驗。”事情一件接著一件，現在她的魚缸里有三條機器魚，它們能做某些工程師認為根本不可能做的事。它們能彼此“對話”，呆在水下，甚至能調整自己的動作，例如游到一起或分散開來。
這個成就可不小，因為其他人研制的遙控魚必須不時浮到水面，當然，不是像真魚一樣需要氧氣，而是為了浮出水面發送它們的數據，接收新命令。摩根森的機器魚可以在水下利用聽覺信號彼此交流，並通過壓力波傳輸數據。她也是從自然界獲得創作靈感的。她與漁業科學家朱麗婭‧帕里什合作，研究真實世界里的魚類是如何彼此交流。這項研究最終使她擁有了自己的機器動物園，不過該動物園僅有三條機器魚組成，每條大小像一條10磅重的鮭魚。因為她的房間不夠大，不然她將建立一個更大的機械動物園。她表示，有一天她的魚群將增加到數百條，它們能被派遣到遙遠的地方，用來監控環境污染情況，在海底火山上留下標記，當然也能跟蹤敵方潛艇。
她的機器魚只能下沉大約8英尺，這是她的實驗室水池的深度。真正應用到現實生活中時，這些魚必須能潛入更深，要達到這個目的是個不小的挑戰。另外，機器魚不能漏電，一條漏電的機器魚很快就會成為一條死魚。雖然一些其他研究人員已經制作出逼真的機器魚，但是她的發明看上去並不像一條真魚。不過它們工作起來像條真魚，這些魚不是利用推進器前進，因為這種方法容易產生噪音、效率低，並且容易與雜草和繩子纏結在一起。摩根森的魚是借助鰭前後擺動產生的推力前行的。它們模仿了敏捷的金槍魚等，在後面三分之一的身體快速運動時，前面三分之二的身體仍然保持筆直狀態。摩根森說：“從工程學觀點來說，模仿金槍魚的運動方式很有好處，因為你可以將所有電子和材料塞進一個堅硬的外殼內，不用擔心它的柔韌性。工程師很難解決這個柔韌性問題。”
她的機器魚會按順序展開“對話”。她說：“當輪到一條魚‘發言’時，它將發出一種信號，顯示交流方式、時間和日期。這些信號可能還包括它所在的位置或它們要追蹤的一些物體的信息。信息發出後，任何距離足夠近，能接收到相關信號的魚都會對這些數據進行解碼，並利用它。而且它們是依次做這些事情。”這個過程確保摩根森的機器魚能完成一些看似非常簡單的任務。它們既能游到一起，又能游向不同方向。因此，雖然這項技術並不完美，但是它已近取得了很大進步。這些魚還能完成一些跟蹤任務。她表示，為了擴大它們的應用範圍，未來她的魚群中將包括具有不同能力的不同種類的魚。這個魚群將增加到數百條，但是隨著數量增加，一些問題也變得越來越突出。摩根森說：“它們收集數據所用時間將會更長，因為它們需要交換更多信息。這將對機器魚的可行性產生限制。”它們將需要比現在利用的普通電池更好的能量來源。
為了獲取更多信息，她將重新回到自然。摩根森和她的同事訓練一些活魚，讓它們對刺激物起反應，游向覓食區。結果顯示，沒必要所有魚都知道需要做什麼。一些魚顯然是領導者，其他魚是追隨者，因此，只要有少數魚知道是前往覓食處的時間了，所有魚都會跟著這麼做。她說：“這暗示了群體的交流方式。只要一條魚發出信號，所有魚都會仿照它的樣子做。”她的機器魚的大部分做法都與上述說法相符。一些魚只接收到一半數據，但是它們仍能完成游到一起或分散開來的任務。
摩根森和她的學生在接下來的兩周內將讓這些機器魚執行挑戰性更大的任務。他們將要求這些魚追蹤一只遙控玩具鯊魚。這將對它們的追蹤能力進行適當測試。開始的試驗確實非常適度，因為摩根森實驗室內的水池大小非常有限。摩根森說：“我們或許沒有那麼多空間進行研究，這也是我們為什麼只有3條機器魚的原因。我們將設法利用華盛頓大學的游泳池進行試驗。”她還打算在附近的華盛頓湖里試試運氣。她說：“我們知道我們能讓它們潛到8英尺深的水下，但是並沒有試驗已經証明它們能潛入更深。而這個湖非常非常深。這些機器魚非常昂貴、很難被取代，因此我們不希望有一條丟失。”不過毫無疑問，有一天海洋將變成它們的樂園。
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發表於 2009年4月10日 06:21 PM
樓主
