机器鱼如何以假乱真？花的生境极限是什么？黄埔科普讲坛开讲

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期在广州黄埔举行。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。科学公开课回放>>

谢广明：以自然为师，造仿生机器鱼

“海碰子”是凭借自身良好的潜水技能来捕捞海产品的一类人群，他们要配备几十斤的潜水设备下水作业。“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教授谢广明和团队开始了仿生机器鱼的研发。

为什么选择仿生鱼类？谢广明解释，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。

但要想让机器鱼的性能更像真鱼，还要学习鱼的感知能力，他们给机器鱼装上人造侧线系统，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，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。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“中国淡水鱼王”长江白鲟为例，人类修建的大坝阻碍了它们游回长江上游产卵。即使新大坝考虑生态问题，设计出专门的鱼道，但宽阔的江面，鱼游过来也难以找到入口。“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。”谢广明说。

王强：在世界之巅，守护雪域精灵

泛喜马拉雅地区是地球上最独特的地理单元，拥有丰富的高山植物区系，其包括喜马拉雅山、横断山、喀喇昆仑山和兴都—库什山一部分。

“在全球，找不到第二个像泛喜马拉雅这样生境多样化的区域”，中国科学院植物研究所研究员王强介绍。这片区域内生长着2万多种维管植物，相当于中国所有维管植物种类的2/3，是整个欧洲的2倍，北美洲的1.5倍。保护国际评估的全球35个生物多样性热点地区中，泛喜马拉雅就有3个，差不多占了1/10。

十余年来，王强及团队的足迹遍布泛喜马拉雅植物秘境，他们发现了绝迹近百年的高山贝母，极度濒危的大花黄牡丹，会召唤野蜂的西藏对叶兰，花像蓝光摄像头的球果假沙晶兰……他们采集了10万余份珍贵的植物标本，拍摄了20余万条珍稀植物影像数据，为国家掌握全球生物多样性热点区域的植物资源提供了重要的基础性资料。王强参与编研并负责推进的《泛喜马拉雅植物志》被国内外同行誉为“当今国际植物志书编研的最高水准”。

王强说:“我们要全面了解这片区域的植物，对它们进行保护，千万不能等到失去了它们之后才认识它们，这需要全社会每一个人的支持。”

本次科学公开课由广州开发区科学技术协会（广州市黄埔区科学技术协会）、广州市黄埔区教育局、广州市黄埔区人民政府长岭街道办事处主办，广州物联网研究院承办，广东省教育研究院黄埔实验学校协办。

演讲结束后，本次公开课主持人、广东省教育研究院黄埔实验学校校长李大鹏与两位嘉宾围绕智能仿生和泛喜马拉雅地区的植物多样性等科学问题进行了圆桌对话，同时开放了互动问答。

高原植物如何适应恶劣环境、仿生鱼机器人是否已经应用……广东省教育研究院黄埔实验学校的同学们抛出了一个个生动有趣的问题。两位嘉宾在回答的同时，也勉励同学们珍惜时光，培养科学兴趣，努力成为学科学、爱科学、用科学的科技“小达人”。

南方+记者 钟哲 陈理

通讯员 雷锦萍

【作者】 钟哲；陈理

【来源】 南方报业传媒集团南方+客户端