【ZiDongHua 之“自動(dòng)化學(xué)院派”收錄關(guān)鍵詞：水下機(jī)器人 中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所 傳感器 類腦研究 】
　　
　　自動(dòng)化所研發(fā)仿生側(cè)線傳感器FlowSight，賦予水下機(jī)器人“水流感知智慧”
　　
　　自然界中，魚(yú)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(jué)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(kāi)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(yú)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(wú)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%。
　　
　　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。
　　
　　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(yú)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。
　　
　　集成了FlowSight傳感器的仿生水下機(jī)器人RoboDact，可通過(guò)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。
　　
　　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。
　　
　　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
　　
　　論文鏈接:
　　
　　https://doi.org/10.1109/TRO.2025.3567551