以鱼为灵感的小型水上机器人

每只蓝精灵的设计灵感来自于浪涌鱼，长130毫米（5.1英寸）

我们已经听说过小型飞行或轮式机器人，它们通过协作“群”来协作完成任务。哈佛大学的研究人员现在更进一步，开发出了小型水下机器人，它们像鱼一样聚集在一起。

这种以鱼为灵感的机器人被称为蓝精灵，每一个都包含两个广角摄像机和三个高可见度的蓝色LED。它们通过拍打尾巴和移动鳍来游泳。

结合其两个摄像头的3D计算机视觉输出，每个蓝精灵都能够确定水箱中所有其他蓝精灵相对于自身的距离、方向和航向。通过使用自定义算法分析数据，集体“Blueswarm”因此能够执行聚合、分散和循环游泳等操作。

该研究的第一作者、博士候选人弗洛里安·贝林格（Florian Berlinger）说：“如果我们想让机器人聚集在一起，那么每一只蓝精灵都会计算出它的每个邻居的位置，然后向中心移动。”。“如果我们想让机器人散开，蓝精灵会做相反的事情。如果我们想让它们像一所学校一样在一个圆圈里游泳，它们被编程成顺时针方向跟随前方的灯光。”

在这项技术可能的搜索和救援应用的演示中，蓝精灵被编程成分散在整个坦克中，直到其中一只蓝精灵接近红灯时发现它的存在。然后，机器人开始闪烁其LED，触发周围的其他蓝色物体聚集。

虽然蓝精灵本身可能无法拯救任何人，但核心技术也可以应用于更大、能力更强的自主水下机器人。它还可用于生态敏感地区的环境监测，或研究鱼类的就学行为等应用。

贝林格说：“机器人通常部署在人类无法接近或危险的地区，在这些地区甚至不可能进行人类干预。在这些情况下，拥有一个高度自治、自给自足的机器人群确实对你有好处。通过使用隐式规则和3D视觉感知，我们能够创建一个在GPS和Wi-Fi等设备无法访问的水下高度自治和灵活的系统。”

在拉迪卡·纳格帕尔教授的实验室里进行的一篇关于这项研究的论文最近发表在《科学机器人学》杂志上。

资料来源：哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院