【荣誉背后】机器鱼的今生故事与前世传奇

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【新闻回顾】

1月8日上午,中共中央、国务院在人民大会堂隆重举行国家科学技术奖励大会。党和国家重要领导人出席大会并为获奖代表颁奖。自动化所谭民研究员、侯增广研究员、喻俊志研究员、程龙研究员、王硕研究员完成的项目“仿生机器鱼高效与高机动控制的理论与方法”获得2017年度国家自然科学奖二等奖。

2017年度国家科学技术奖的获奖成果既有面向国家战略需求的重大项目，也有致力于改善民生、助推产业升级的科技创新。会后，谭民研究员接受了央视记者采访，1月9日的《朝闻天下》节目对采访内容进行了报道。(点击文末“阅读原文”观看完整采访视频)

谭民研究员作为获奖代表接受央视采访

我们这个成果做了20多年，我们这个机器鱼就是用机械电子元器件控制系统这一系列的东西来模仿鱼类的运动，我们可以在水质监测和一些潜航器等方面做一些更大的应用。我们国家发展、科技发展也非常快，目前也进入了非常好的一个阶段。下一步，我们会采用更大的力度加以推广应用，在国民经济建设、国防和军事建设方面发挥我们应该的作用。

机器鱼的今生故事

项目“仿生机器鱼高效与高机动控制的理论与方法”，由自动化所牵头实施，通过深入研究如何将鱼类游动推进模式引入仿生机器鱼的设计与控制，提出了仿生机器鱼建模与控制的理论和方法，为高效、低噪、节能、高机动性的水下运载器的研发提供了理论基础。

机器鱼在水中优雅转身

项目完成人是自动化所谭民研究员、侯增广研究员、喻俊志研究员、程龙研究员和王硕研究员，均来自自动化所复杂系统管理与控制国家重点实验室“先进机器人研究中心”。该团队自2000年起开始协同攻关，从事仿生机器鱼控制方面的研究工作，团队成员先后获得国家自然基金创新群体、杰出青年基金和优秀青年基金的资助。经过近十余年的发展，研究团队在仿生机器鱼领域取得了一系列的创新成果。

项目的学术成果获得了来自美国麻省理工大学、哈佛大学，英国帝国理工大学等学者的引用，其中包含30余位IEEE Fellow。项目获授权发明专利30项，多项知识产权已经进行了成果转化。研制的仿生机器鱼系统在教学科研、水质监测等领域得到了广泛的实际应用。

机器鱼的前世传奇

1

2001年：探索起步

早在2001年，谭民老师和北京航空航天大学王田苗教授交流时，谈到是否可以将研究所智能控制算法应用于工业设计中。受其启发，课题组开始了仿生鱼的研究。2001年算是探索起步阶段，这一时期主要是对鱼类的跟踪模仿。

2

2003年：三维仿生运动阶段

课题组的研究进入到一个新的阶段：三维仿生运动阶段。为了提高任务的环境适应性，需要机器鱼具有水中的三维运动能力，也就是需要机器鱼除了推进外还要能够上浮下潜，甚至维持某一深度。课题组在已有多关节仿生机器鱼的基础上，总结设计了一种新型机器鱼，基于改变胸鳍攻角法，完成仿生机器鱼的俯仰和浮潜运动，设计的机器鱼既可实现俯仰和浮潜，响应迅速，动态特性好。

3

2004年：实现机器鱼水中浮潜

课题组提出一种基于重心改变法的仿生机器鱼俯仰姿态与深度控制方法，用于实现机器鱼水中的浮潜运动。据介绍，这种方法利用一种可调整位置的配重块结构，以改变机器鱼的重心位置，进而实现机器鱼俯仰姿态的调节。

4

2005年：开始机器鱼高机动控制研究

课题组开始了仿生机器鱼转身、快速起动、运动中变速和转向、倒游、定深、制动等高机动控制研究。

5

......之后的十余年

课题组在对鱼类深入观察的基础上，结合仿生学、机器人学、材料学、机械学和智能控制，深入探讨了鱼类游动的机制，形成了身体/尾鳍推进、胸鳍推进、子母式、长鳍、两栖、海豚式推进等多个系列，聚焦高机动、高游速两大指标，目前已实现利用多模式控制技术将多种性能集成到高性能机器鱼平台。课题组成员介绍说，他们所研制出的多仿生机器鱼群体协作与控制仿生机器鱼，是参照鱼类游动的推进机理，利用机械、电子元器件和智能材料实现水下推进的运动装置，具有低噪声、高效率、高机动性、高隐蔽性等特点。

愿CASIA之舰在智能世界像鱼一样自由自在地畅游

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编辑：欧梨成

注：本文部分内容摘录自人民网报道

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