仿生机器人有何作用？北京大学教授谢广明给出答案

早在两千年前，江南的池塘与湖泊中，莲叶田田，鱼戏莲叶间，一幅生动和谐的景象被诗歌所描绘，流传至今。

而今，在北京大学的未名湖畔，也上演着一出出精彩的“鱼戏”。只这些鱼儿并非真鱼，而是由谢广明团队精心研制的仿生机器人——机器鱼。

谢广明教授与其团队，二十余年如一日，深耕在仿生机器人领域。他们的目标，是探索水下作业的新境界。他们打造的机器鱼，不仅在外观上与真鱼无异，更在功能上实现了诸多突破。这些机器鱼搭载了摄像头、抓手等先进设备，使其在水下环境中不仅能游动自如，还能感知环境、相互交流，并具备数据传输、物体抓取等特异功能。

未名湖畔，秋日的阳光洒在湖面上，波光粼粼。在谢广明的操控下，机器鱼在水中自由穿梭，时而顶起落叶，时而吸引真鱼围观。这样的场景，不仅吸引了众多师生的目光，更是成为了湖边的一道独特风景。

谢广明的科研之路始于博士后阶段，当时他选择了并不热门的研究方向——机器人。他坦言，选择这个方向是因为想做出能够实际应用的研究成果。而仿生机器鱼的研究，则是源于他对水下世界的浓厚兴趣。

地球被水覆盖的面积为70%以上，水下世界蕴藏着丰富的资源。水下的探索与捕捞却是一项极具挑战的工作。谢广明团队受到鱼的启发，通过模仿鱼类的游动方式和机动性，研发出了一系列的仿生机器鱼。这些机器鱼在未来的海洋探索、水下作业甚至海洋生物研究等领域都有着广泛的应用前景。

谢广明团队的实验室里，曾有过各种鱼类的“训练场”。通过观察鱼类的游动姿态，他们从中汲取灵感，通过力学分析、数字建模等方式，为机器鱼寻找最佳的运动方式。在这个过程中，团队成员们经常感叹：原来一条鱼的游动姿态竟有如此多的奥秘。

如今，谢广明团队的仿生机器鱼已经走过了漫长的研发之路，从最初的探索到如今的实际应用，每一步都凝聚了他们的智慧与汗水。未来，他们将继续向水底深处探索，用科技的力量去揭开更多水下世界的奥秘。他们的故事，就像那流传千年的江南采莲诗，永远充满了生机与活力。在回忆的海洋中，时光回溯至十多年前，那时团队成员奔波于城市的各个角落，只为寻找一条美丽的锦鲤。他们的追求并非仅仅为了视觉的享受，而是出于对科研的执着追求。

当时，3D打印技术尚未普及，制作机器鱼的外壳仍采用传统工艺，需要寻找专业的工匠师傅来制作模型。购买一条外形独特的鱼，经过冷冻处理后，工匠会参照其形状削制模型。这一过程繁琐耗时，至少需要半个月的时间。谢广明团队却以乐观的态度面对这一切，他们笑着说：“如今，这一切已经变得简单多了，只需激光扫描和3D打印机就能完成。”

如今，谢广明拿起一件他们团队利用最新3D打印技术制作的仿生机器人展示给记者。这个柔性仿生两栖机器人仿佛一只无头小乌龟，能在各种环境中自由移动。机器人的设计灵感来源于乌龟的运动方式，通过模仿乌龟的四肢运动实现直线和转弯运动。机器人还配备了先进的传感器，可以感知周围环境并做出相应的动作。

当机器人被放入鱼缸时，它的表现令人惊叹。配合着遥控器的指令，机器人灵活地在水中游动，仿佛一只真实的小乌龟。谢广明自豪地介绍：“我们的机器人在速度和方向控制方面表现出色，其性能在两栖机器人中堪称优秀。”

未来，这只由3D打印技术打造的仿生小乌龟有望协助人类完成搜索、侦察等重要任务。谢广明团队并未止步于此。他们开始将目光聚焦于机器人的使用功能，致力于优化和拓展其应用空间。

一种名为“箱鲀”的鱼引起了他们的注意。这种鱼拥有完美的外形和内部结构，是水下机器人仿生的理想对象。谢广明团队开始模仿箱鲀的形态和功能，制造出了能在水下自由游动的机器鱼。这些机器鱼不仅在未名湖中成功首游，还安装了摄像头，让人类得以从未有过的角度欣赏水下世界。

团队发现了一个问题：当夜幕降临，摄像头就无法看清周围了。为了解决这个问题，他们借鉴了鱼类的侧线系统，这是一种特殊的感知器官。他们在机器鱼体内植入了压强传感器，模拟鱼类的感知能力。这一创新使得机器鱼能够感知周围的环境并做出相应的反应。

从实验室的鱼缸到校园的未名湖，“梦想”推动着这些机器鱼不断前行。他们的目标不仅仅是局限在这片湖泊之中，而是放眼全球，探索未知的水域。这些机器鱼未来可能会协助人类完成各种任务，如海洋探索、环境监测等。他们的旅程正如北大未名湖的流水一样，源远流长，流向未知的远方。在探索的脚步声中，我们的视线追随着一群特殊的使者——机器鱼，它们穿梭在地球最为极端的南北两极海域。从2012年的初次尝试，到在南极海域的首航，这些机器鱼经历了无数的考验与历练。它们不仅仅是科研工具，更是勇敢的探索者。搭载着传感器，它们为我们捕捉了南北两极的水质、盐度、温度等珍贵数据，并传回了与冰川共舞的壮丽视频。

尽管机器鱼在冰冷的水中游弋自如，它们却未能深入探索海底世界。团队分析后认为，海水的浮力成为了它们进一步探索的障碍。虽然留下遗憾，但这次远征为未来的科研开辟了新的道路，也为团队带来了宝贵的经验。

在北京大学120周年校庆的日子里，智能仿生设计实验室应运而生。这是一个以智能仿生装备与系统为研究对象的实验室，致力于开展生物个体功能的仿生创新。机器鱼的研发，正是实验室的一项杰出成果。在国际消费类电子产品展览会上，由谢广明团队研发的世界首条水下摄影机器鱼荣获了创新奖，并成功实现了产业化。

谢广明的初心始终未变：“让仿生机器人通过水下作业，为百姓谋福利。”他带领团队正努力研发一种群体协作的水下作业模式。为了减轻人工操作的负担，他们开始探索让机器鱼自主沟通的方式。从南美洲亚马逊河的线翎电鳗身上，他们找到了灵感。这种鱼通过身体产生的交变电场与同伴沟通。受此启发，团队成功实现了机器鱼之间的水下信息沟通。

最新的实验成果展示了机器鱼的巨大潜力。在北大未名湖里，机器鱼与真鱼共同游动，形成了一幅和谐的画面。这不仅展示了机器鱼的出色性能，也展现了其在物种保护方面的巨大应用价值。通过与水利工程团队的合作，他们计划利用机器鱼引导真鱼洄游，保护物种延续。

随着科研的深入，谢广明的仿生对象已经延伸到水下的各个角落。从鲤鱼、草鱼到海豚、鲸鱼、章鱼等海洋霸主，再到两栖动物蝾螈，这些水下生物为仿生设计提供了无尽的灵感。人类通过学习生物的多样特点，探索更多样的世界。这就是仿生的魅力所在！面向未来，谢广明充满期待：水下世界依然充满未知和秘密等待着人类的探索。服务人类、探索未知是机器鱼的使命，也是团队的永恒目标。