国家自然科学奖二等奖——“仿生机器鱼高效与高机动控制的理论与方法”
科技部门户网站 www.most.gov.cn 2018年01月03日       

完成人:谭民、侯增广、喻俊志、程龙、王硕

完成单位:中国科学院自动化研究所

推荐单位: 中国科学院

 

  本项目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。

  主要研究成果包括:(1)提出了描述鱼体周期性形变运动的“基波”概念,建立了鱼体波模型,提出了模仿鱼类身体-尾鳍运动的推进建模方法和多关节仿生机器鱼稳定三维游动的控制方法。(2)提出了基于C曲线的动态轨迹法,实现了仿生机器鱼的高机动转弯运动,构建了基于鱼体波和偏差函数的仿生机器鱼三维空间复杂机动运动的智能控制方法体系框架,实现了仿生机器鱼浮潜、定深、快速起动、急转弯、滚翻和跃水运动。(3)提出了仿生机器鱼的多连杆机构优化指标设计方法和基于神经网络的优化指标求解方法,通过机构优化提升了仿生机器鱼游动性能。构建了基于局部信息感知和有限通讯的多仿生机器鱼协作框架和协调机制,实现了多仿生机器鱼协作编队、搬运、监控等作业。

  仿生机器鱼在北京雁栖湖、青海玉树禅古水库等地开展水质检测等应用研究。本项目的主要结果为新型高效、低噪、高机动性的水下运载器的开发提供了理论基础。

  

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