从实验室到长江:我国自主研发智能仿生鱼实现规模化应用

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随着全球海洋生态监测和水环境保护需求激增,传统水下机器人暴露出能耗高、噪音大、干扰生态等痛点。2023年长江流域水生生物资源普查中,科研人员首次大规模投放的"机器鱼"引发关注——这些能像真鱼一样摆尾巡游的智能体,正是中科院团队突破西方技术封锁研发的仿生鱼集群,标志着我国在水生智能装备领域实现从跟跑到领跑的关键跨越。

仿生鳞片技术突破流体力学瓶颈

传统螺旋桨推进器在水草密布区域易缠绕故障,而北航团队受中华鲟鳞片启发开发的柔性仿生结构,通过2000余次流体实验优化出18°摆动黄金角度。实测显示,这种模仿自然进化的运动方式较传统设备节能47%,在重庆段急流测试中连续工作132小时创下纪录。更令人称奇的是其采用的变色鳞片涂层,能根据水质PH值实时显现不同色斑,为环保部门提供可视化污染溯源。

群体智能算法激活生态监测网络

在武汉段开展的万鱼入江计划中,512条仿生鱼通过5G+水声通信组建起动态自组网。它们搭载的微型质谱仪可检测到ppt级污染物,当某条鱼发现异常时,鱼群会像自然界沙丁鱼群般智能聚散,通过强化学习算法自主优化监测路径。这套系统在2024年汛期成功预警7起隐蔽排污事件,响应速度比人工采样提升23倍,相关论文被《Nature》子刊评为年度最具工程价值研究。

生物相容性设计重构人鱼共生关系

为避免惊扰长江江豚等珍稀物种,研发团队特别采用食品级硅胶材质,并植入鱼类行为学家录制的"电子鱼语"。南京师范大学生物实验室数据显示,野生鱼群对仿生鱼的接纳度达到81%,甚至有记录到江豚与机器鱼并游的珍贵画面。这种"以假乱真"的特性,使得设备在安庆段江豚保护区实施普查时,首次获取到江豚夜间活动的完整生态数据。

从实验室的样机到长江里的"数字鱼群",这场静默的水下革命正在重塑人类认知海洋的方式。随着第三代产品开始集成珊瑚礁修复功能,这些游弋在科技与自然边界的人工生命,或许将成为生态文明建设的新使者。