以假乱真？华南理工实验室里的“鱼”，不简单！

一条机器鱼

能不能“丝滑”地在水里游动？

一起点进来看看

视频里的仿生机器鱼

是华南理工大学吴贤铭智能工程学院

钟勇教授团队从自然界汲取灵感

利用鱼类游动时展现出的

独特生物力学和流体力学特性

历经多年的潜心研究

研制出的高效仿生推进结构

从实验室到深海

这条“鱼”竟是水下探索隐身高手

这款仿生机器鱼

不仅拥有高达90%以上的

“弗劳德推进效率”

在3Hz的游动频率下

最快速度可达每秒2.15倍体长

而且最小转弯半径仅为0.2倍体长

几乎可以媲美真鱼的灵动

与传统水下机器人相比

它具有以下两大优势

环境友好

仿生机器鱼“丝滑”融入鱼群

传统的水下机器人

常常依赖强大的动力系统来对抗洋流

噪音、动作幅度之大

使它们对周围生物造成较大干扰

而仿生机器鱼则完全不同

它采用了独特的柔性推进方式

能够像真正的鱼类那样

在水中悠然穿梭

几乎不会产生任何多余的声音或扰动

能够做到与周围环境融为一体

与鱼同游，和谐共处

高效节能

仿生机器鱼展示

钟勇教授团队聚焦仿生机器鱼

在水下三维空间的高效运动

打造出仿生柔性矢量推进器

摒弃了传统设计中繁杂的部件组合

更加轻量化的整体结构

大幅削减了机械摩擦与运转能耗

避免额外的能量损耗与控制难题

控制算法复杂度也显著降低

减少了对计算资源的依赖

使能量能更精准地用于推进

仿生机器鱼游动效率显著攀升

这样神奇高效的科技

是如何被研发出来的？

十年磨一“鳍”

这个团队让仿生鱼游出“冠军级”数据

在人类科技发展的长河中

大自然始终是一座无尽的灵感宝库

在每年的繁殖季节

鱼群依照习性会洄游产卵

在逆流而上的过程中

鱼群常常可以在水流冲击中保持稳定

而传统的螺旋桨式水下机器却很难做到

这引发了钟勇的探究欲望：

鱼类为什么可以在逆流的情况下稳定前进？

钟勇教授团队实验室的金鱼

为此

钟勇的实验室里

住进一群特殊的“伙伴”

——金鱼

这些活泼的小家伙

不仅是团队成员们的好朋友

更是研究工作的重要帮手

钟勇教授团队开展研究

利用这些金鱼

钟勇带领团队进行了

大量的理论分析和实验验证

通过实验对比

螺旋桨机器鱼与摆尾式机器鱼的样机

成功发现鱼类的摆尾产生的力学效应

以及鱼群实现能量利用最大化的集群效应

这为仿生鱼技术的进一步发展

提供了新的灵感和方向

仿生机器鱼内部构造可视化

通过仔细观察金鱼的运动轨迹和行为模式

团队不断优化仿生机器鱼的设计

使其更加贴近真实的鱼类

形态各异的仿生机器鱼

十几年如一日的不懈努力

和无数次的实验验证

让钟勇教授制造的仿生机器鱼越来越多

他们大小不一、形态各异

且都有着“冠军级”性能指标

帮助团队的研究获得多个奖项

仿生机器鱼相关论文多次获奖

“科技的最终目的是服务社会。”

钟勇始终强调

科研不仅是学术突破

更需要切实回应产业和社会的需求

钟勇教授（中间）指导学生

一次实验过程中

钟勇把仿生机器鱼放到室外的池塘里

却偶然发现鱼群不仅没发现异样

反而跟在机器鱼后面游

这个现象启发了钟勇：

能否利用机器鱼去诱导真实鱼群？

于是钟勇带领团队进一步开展了

海洋牧场和深沿海养殖项目研究

发掘仿生机器鱼更多的应用潜力

仿生机器鱼在水中游动

海洋经济是国家发展的重要方向

仿生机器鱼在其中大有用武之地

钟勇教授介绍道

仿生机器鱼可以成为

海洋牧场里的“牧羊犬”

针对目标鱼群进行“驱散”和“诱导”

提升海洋养殖的生产效率

仿生机器鱼还可以进行

水底地图绘制

水生物探测与监控

对于维护近海、河运的水环境

以及生物种群的多样性

具有重要意义

在生活中

仿生机器鱼也可以用于

海洋馆与游客互动展览

或私人鱼缸宠物机器鱼使用

在仿生机器鱼的基础上

团队的科研视野还涵盖了

柔软机器人

智能控制与诊断

等诸多重要领域

这样一个团队背后

有什么支撑力量？

海阔凭“鱼”跃

吴贤铭智能工程学院的“科研生态圈”

就像鱼儿离不开水

钟勇教授说

自己所在的吴贤铭智能工程学院

是团队开展科学研究的底气

学院构筑多维度科研创新生态体系

助力师生科研创新突破

充足的科研实验室场地

学院拥有机器人实验室、3D打印实验室、智能传感实验室、本科生双创实验室等高端平台，支持师生从理论到实践的探索。

打造学院四大研究中心

打造极限制造研究中心、安全智能机器人研究中心、智能医疗与辅助装置研究中心、智能网联车辆研究中心， 促进各类研究交流，推进交叉学科协作。

搭建高水平交流平台

通过举办“超级机器人国际学术会议”搭建高水平交流平台，激发有组织科研活力。

面向学生，实施学业导师全程覆盖

在本科生培养上，采用导师培养模式。注重学生科研培养、学业指导和发展规划。支持本科生从大一起加入科研团队，在真实项目中淬炼能力。

构建“以赛促教、以赛促创”实践平台

以特色赛事“机器人挑战赛”为载体，构建“以赛促教、以赛促创”实践平台，点燃青年学子科研热情。

特别是在人才培养上

学院注重采用科研探索的培养模式

理论与实践教学相融合

培养学生解决问题能力

团队合作精神

以及领导能力、表达能力

来自2021级智能制造专业的

本科生张健然表示

在机器鱼课题组的长期学习和实践过程中

不仅对机器鱼的硬件和软件

有了全面而深入的理解

还积累了丰富的实践经验

并从中发现了当前正在进行的

毕业设计课题的研究方向

2021级博士生洪梓村

则在机器鱼项目中获得了

许多在国际会议上展示研究成果的机会

持续拓展智能机器人领域的前沿认知

而像仿生机器鱼这样

让学生们投身其中的科研项目

在这里还有很多

例如：

车联网实验系统

车联网实验系统包括移动式路测感知站、自动驾驶小车和多旋翼无人机，具备多模态感知与边缘计算能力，采集道路环境信息并实现与车端/空端的低延迟通信；支持端到端控制与决策研究，实现路径规划和避障行驶功能；支持低空动态巡航与任务协同，具备实时视频回传与目标识别能力。

水陆两栖四足机器人系统

水陆两栖四足机器人系统具备优异的地形适应性，能在陆地和水中灵活穿梭，适用于野外巡检与复杂环境作业。本科生可参与其结构设计、控制系统开发及基于强化学习的智能训练。

智能仿生手系统

智能仿生手系统高度还原人手功能，支持自适应抓取与灵巧操作，并集成多模态感知能力。本科生可参与机械手设计、系统集成及智能控制算法开发，实现具身智能抓取。

依托华南理工大学深厚底蕴

扎根广州国际校区新工科环境

多维度科研创新生态体系

100%拥有境外博士学位的国际化师资团队

成为学院人才培养的最大底气

学院开设的智能制造工程

与机器人工程两大本科专业

交出优异答卷

近三年

毕业生深造率由56%提升至76%

选择就业的毕业生100%高质量落实就业去向

正值高考季

海阔凭鱼跃

诚邀各位有志青年选择华南“鲤”工

和优秀者一起游入大海

游向未来

华南理工大学　学生记者团

信息来源：吴贤铭智能工程学院

图：受访者提供

文：赵求知

微信编辑：杨晓霓

初审：冀早早

二审：卢庆雷

终审：邹浩

华工原创，版权所有

若需转载，敬请联络

邮箱：hgxcb@scut.edu.cn

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