3D打印游鱼：人工智能与仿生的结合，就是这么帅！

3D打印的机器鱼都做什么工作?水下数据采集、毒素检测，是这些其貌不扬的小鱼的看家本领。收集的数据对于研究水质、保护生物多样性都很有意义。原来人工智能和仿生一起用能发挥这么大的作用，难怪很多科研机构都在研究这个方向。

土耳其Firat大学认为，仿生设计可以提供各种海洋应用的解决方案，如观察生物和水下资源、发现和防治污染、排查海岸线风险、测量淹没区域、检测管道故障等等。近日，Firat大学发表了一篇题为《仿生智能机器游鱼的机电设计制造》的论文，讨论了使用3D打印、人工智能和仿生学研发自主水下航行器(AUV)的过程。

摘要中写道：“本文介绍了仿生智能机器鱼原型(i-RoF)的机电一体化设计和制造，此处的机器鱼带有双连杆尾部推进结构。在设计方面，采用多链仿生的方法，参考鲤鱼的物理特征，仿造真实的尺寸和结构。根据鲤鱼的游泳模式和尾部振荡的频率，确定鱼体的身体比例。鲤鱼原型主要由三个部分组成：前部鱼体、双连杆尾部推进结构和柔性尾鳍。原型的生产采用3D打印技术。用中央模式发生器(CPG)的仿生运动控制系统模拟鱼的游泳姿势。设计的单向链式CPG系统模拟神经脊髓，振荡节奏平稳。此外，内置重心(CoG)控制系统，使鱼体保持三维立体的状态。在实验池中测试的时候，机器鱼成功完成了前进、转弯、上下游动和自主游泳运动。最大行进速度可达0.8516 BLs-1，表现非常出色。”

在设计的时候，最重要的考量因素是它的身体结构和游泳模式，因此研究人员花了很多时间对鱼体进行观察。论文中写道，超过85%的鱼通过弯曲身体或尾鳍完成游泳动作，而其他的鱼则用中部身体或胸鳍。

机器鱼的3D模型首先用SOLIDWORKS设计，然后转移到Voxelizer，用PLA材料进行3D打印，柔性尾鳍是用硅胶模具制成的。打印完成后，使用环氧树脂覆盖鱼体，防止微孔泄漏，组装完成之后，使体表覆盖合成涂料，起到进一步防水的作用。

机器鱼在游泳时能感知到周遭的环境，因为它身上有三个红外距离传感器，重量约为3.1千克，长约500毫米，宽76毫米，高215毫米。