财经车科技日报记者 叶青 通讯员 雷锦萍
10月16日，黄埔科普讲坛第11期暨万象校园科学公开课第6期在广东广州黄埔举办。本次科学公开课邀请了仿生机器鱼、高原珍稀植物考察领域的两位嘉宾作为主讲人，分享了关于自然的故事和奥秘。
谢广明。主办方供图
海洋蕴藏着丰富的生物资源，包括海参、鲍鱼等诸多海珍。然而，越珍贵的海鲜越难捕捞，“海碰子”便是凭借自身良好的潜水技能来捕捞海产品的一类人群。他们配备几十斤的潜水设备下水作业，每次潜水都是与死神的一次较量。
“如果我们能发明水下机器人，实现无人化的捕捞，那‘海碰子’们就不用这么辛苦了。”北京大学工学院先进制造与机器人系谢广明教授带领团队开始了仿生机器鱼的研发。为什么是仿生鱼类呢？谢广明解释道，鱼类的生活技巧远胜于人类现有的航海科技：推进效率高，耗能低；机动性能好；低噪音，对生态影响低。
谢广明带领团队通过模拟鱼的摆动过程，搭建机电系统来复现生物运动原理，再编写控制软件，加上防水的“鱼皮”，让“鱼”协调地游动起来。
2012年后，3D打印技术兴起，“我们专门去菜市场，看哪条鱼长得比较美，把它买回来速冻上，用三维激光扫描成图，再通过3D打印出一条更接近真鱼外形的机器鱼。”但要想让机器鱼的性能更像真鱼，还要学习鱼的感知能力。他们又发现鱼类特有的水下感知器官——侧线系统，通过感知局部细微的水流变化，预测出水流流速和方向，进一步能够感知前方有没有障碍物、食物、伙伴或天敌。于是他们也给机器鱼装了人造侧线系统，借此初步实现了对伙伴位置的感知。此外，他的团队已经根据“午夜幽灵”魔鬼刀鱼做出了另一种水下感知系统——电感知系统。受章鱼灵活抓取能力的启发，还造出了仿章鱼的软体抓取手，可以实现对生物的无损抓取。
然而，仅有个体层面的仿生还不够，还需要发展群体层面的仿生。大多数鱼类通过群体智能提高寻找目标生物的效率以及抵御天敌。历史上有许多飞机坠海的空难，人力寻找遗骸非常困难，如果有大量的机器鱼代替人类去寻找，那将事半功倍。谢广明带领团队模拟鱼群行为，初步实现了机器鱼的群体智能。
谢广明透露，不久的将来，机器鱼和真鱼还可以组成新的群体，有可能用到生物保护上。以灭绝的中国淡水鱼之王长江白鲟为例，“未来我们可以设计机器鱼混入真鱼鱼群，把它们带往鱼道入口，辅助它们洄游，解决上游产卵问题。”他补充道。
