微型水下机器人模仿海洋生物

科学家们已经开发了一群微小的水下机器人来研究洋流并了解浮游生物的运动-海洋中最丰富的生命形式。

微型自主水下探险家 (M-AUEs) 将研究海洋中发生的小规模环境过程。

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海洋探测仪器配备了温度和其他传感器，用于测量周围的海洋状况，同时机器人通过调节浮力上下 “游泳” 以保持恒定的深度。

M-aues可能会成百上千的集群部署，以捕获洋流与海洋生物之间相互作用的3D视图。

美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所的研究人员部署了一群16个葡萄柚大小的水下机器人，该机器人被编程为模仿浮游生物的水下游泳行为，浮游生物是随洋流漂移的微观生物。

该研究旨在测试有关浮游生物如何在海洋表面下形成密集斑块的理论，这些斑块后来常常以赤潮的形式在表面显示出来。斯克里普斯生物海洋学家彼得·弗兰克斯 (peter Franks) 说: “这些斑块可能像浮游单身酒吧一样起作用。” 他长期以来一直怀疑密集的聚集体可以帮助进食，繁殖和保护掠食者。

二十年前，弗兰克斯 (Franks) 提出了一种理论，该理论预测，当游动的浮游生物被内部波浪 (海洋表面以下的巨大，缓慢移动的波浪) 推动时，会形成密集的斑块。测试他的理论将需要跟踪浮游生物在海洋中游泳时的运动-每个浮游生物都小于一粒米-使用现有技术是不可能的。

斯克里普斯研究海洋学家朱尔斯·贾菲 (Jules Jaffe) 发明了随洋流漂移的 “机器人浮游生物”，但被编程为通过调整浮力来上下移动，模仿浮游生物的运动。

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一群这些机器人浮游生物是最终检验弗兰克斯数学理论的理想工具。贾菲说: “最大的工程突破是使M-AUEs体积小，价格便宜，并且能够在水下连续跟踪。”低成本使研究人员能够建立一支可以成群部署的小型机器人大军。

在五个小时的实验中，研究人员部署了一个直径300米的16 M-AUEs群，该群被编程为在加利福尼亚海岸附近的海洋中停留10米深。M-AUEs不断调整其浮力，以抵抗内部波产生的电流垂直移动。

每12秒收集一次的三维位置信息显示了这个机器人群在海面下移动的位置。研究结果与弗兰克斯的预测几乎相同。

这项研究发表在《自然通讯》杂志上。