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資訊頻道自然界中，魚類依靠側(cè)線系統(tǒng)感知水流變化，在暗流涌動(dòng)的水下靈活導(dǎo)航、躲避障礙。受此啟發(fā)，中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所智能機(jī)器人系統(tǒng)研究團(tuán)隊(duì)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(jī)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(cè)任務(wù)開辟了新路徑。
FlowSight仿生側(cè)線傳感器三維模型與實(shí)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(jìn)行水流傳感。當(dāng)水流沖擊觸須時(shí)，其形變信息被內(nèi)置高清攝像頭實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)了單點(diǎn)、無輔助設(shè)備的水流高效矢量感知。水流速度測(cè)量相對(duì)誤差為3.05%，水流方向測(cè)量相對(duì)誤差為0.98%。同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)將FlowSight傳感器集成于仿生水下機(jī)器人RoboDact上，并成功實(shí)現(xiàn)基于水流感知的閉環(huán)運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)。RoboDact可像真實(shí)魚類一樣逆流巡游、動(dòng)態(tài)調(diào)姿，為水下勘探與生態(tài)監(jiān)測(cè)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(guó)家科技重大專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)博士后科學(xué)基金等相關(guān)項(xiàng)目資助。
完整視頻鏈接：https://ia.cas.cn/kxyj/kydt_1/202505/t20250520_7788875.html
FlowSight傳感器在可變速泳道中進(jìn)行水流感知測(cè)試，可同時(shí)估計(jì)水流速度與方向
完整視頻鏈接：https://ia.cas.cn/kxyj/kydt_1/202505/t20250520_7788875.html
集成了FlowSight傳感器的仿生水下機(jī)器人RoboDact，可通過水流感知調(diào)整自身速度和方向，適應(yīng)多種復(fù)雜水下環(huán)境
論文信息:
Tiandong Zhang;Rui Wang;Qiyuan Cao;Shaowei Cui;Gang Zheng;Shuo Wang."FlowSight: Vision-Based Artificial Lateral Line Sensor for Water Flow Perception,"in IEEE Transactions on Robotics,2025
來源：中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)