关注 | 中国科学家研发全新无需系绳的水母机器人！

        大自然与科技，看似是两个大相径庭的学科，实际上却有着千丝万缕的关联。1958年时，一名医学院毕业后在空军服役了20年的美国人斯蒂尔率先提出了将二者结合的理论，只不过当时还并未将其命名为仿生学，而是意图通过研究生物系统和生物体，来找到解决工程问题的方法。直至1960年9月，才被正式命名为仿生学。
 

        据外媒报道，目前中国这个水母仿生学成就让世界震惊。虽然水母可能不是海洋中游得最快的动物，但它们确实以“节能”的方式游泳 。中国科学家通过复制这一点创造了一种水母机器人，有朝一日将可以自主探索海洋深处。
 

        真正的水母通过“喷气推进”游动，扩展和收缩它们的钟形体以将水推向它们后面。虽然我们之前已经看到模拟这种技术的水下机器人，但大多数都必须连接到位于表面的电源或控制系统。中国科学院的研究人员决定解决这个问题，设计一种自由游泳的水母机器人。
 

        该模型以大型海月水母（Aurelia aurita）为模型，其具有钟形刚性头部和下方的圆柱形水母体。后者覆盖在呈伞状的膜中，并包含四个独立的“六杆连杆机构”。

        通过弯曲和拉直这些“机构”来实现向前运动，导致身体在伸展和收缩时将水推出。 另外，通过移动位于其体腔中的两个“砝码”，机器人能够在垂直和水平方向上转向。

        科学家们现在正在开发基于强化学习的软件，这将使设备能够了解哪些运动会导致方向的变化。在各种车载传感器的帮助下，机器人可以沿着给定的路线穿过水面，同时避开障碍物，无需任何人为控制。它甚至可以携带小型有效载荷，例如环境传感器等。
 

        然而仿生学的由来或许还可以追溯至更早，相传在大禹时期，人们通过观察鱼类在水中的活动，发现鱼尾的摇摆能够控制鱼身的前行与转弯，因此也就出现了船尾上架置的木桨。
 

        正如玛特·富尼耶《当自然赋予科技灵感》一书所提到的——我们面对的许多问题，或许在千百万年前就被自然生物遇到了，经过漫长的进化，它们形成了绝妙的解决之道。
 

        玛特·富尼耶所说的解决之道，正是仿生学的核心课题，人们不断通过仿照和模拟生物特性，来创造出对人类发展起到贡献的技术。
 

        尤其在仿生学这一概念被提出后，这一门学科彻底被“引燃”，据2006年仿生学专家理查德·邦瑟的一项研究报告显示，从1985-2005年之间，全球范围内非仿生的专利设计只攀升了2.7倍，而仿生学专利则增长了93倍之多。
 

        现如今，仿生学这门独立的学科，早已应用在各个领域当中。如代表性的光场相机(又名：蝇眼照相机)，灵感便来源于苍蝇的复眼，科学家通过仿效复眼小眼的蜂窝型结构，制成了用于科研的蝇眼照相机，一次能够拍摄千余张照片，飞机地速指示器、航空照相机均是运用了这一原理。
 

        再比如我们现今常接触到的电子水墨屏，灵感便来源于蝴蝶。事实上，许多蝴蝶和一些鸟类羽毛(孔雀)，翅膀上所展现的鲜艳色彩来源于化学的与物理色，化学的是自身生理代谢产生的色素颗粒，而物理色则是通过表面的棱柱状晶体结构所呈现出的。这些光被分成各种颜色的光带并反射到观察者的眼睛，与彩虹的原理大致相同。
 

        高通的Mirasol显示技术正是复制了这个原理，模拟蝴蝶拍打翅膀时产生的鲜明色彩，以此实现高反射性，创造出一种“永远在线”的视觉效果。
 

        当然，此类发明可谓数不胜数，如鲁班观察叶子边缘发明的锯、以啄木鸟头部为原型研发的安全帽、蝙蝠原理的雷达、青蛙眼原理的电子眼、以及贝尔实验室根据海绵结构发明出更强韧的光纤电缆等。比比皆是的案例，仿佛在告诉我们——自然,便是最好的老师。
 

        基本上来说，如上述所提到的仿生机器人并非个例，只不过此前仿生学大多用于军工、科研与工业领域，消费领域的运用相对较少。而当下我们也能感受到，越来越的军工科技正逐步被民用，因此消费级机器人与仿生学的交融似乎也不再遥不可及。
 

        为何这么说，如果说仿生学短期只是作为一个“新鲜玩意”所备受瞩目的话，那么长期的未来，相信机器人显然也要在生活中承担起更多元化的任务。