魚群中出了一個(gè)“臥底”

云巧

對(duì)于現(xiàn)在的科技來(lái)說(shuō)，造一條機(jī)器魚并不是件難事。但是機(jī)器的模仿和偽裝能力又能做到什么樣的程度？動(dòng)物是否會(huì)對(duì)這類機(jī)器產(chǎn)生反應(yīng)？

怎樣培養(yǎng)一條“臥底”魚

瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員選擇斑馬魚作為機(jī)器魚的模仿對(duì)象。斑馬魚雖然很小，但生命力非常頑強(qiáng)，它們身體上明亮的側(cè)線部位的細(xì)胞對(duì)水流有很強(qiáng)的感知能力，游動(dòng)時(shí)常常會(huì)突然快速切換方向。研究人員想通過機(jī)器斑馬魚來(lái)影響斑馬魚的種群活動(dòng)。

研究小組首先確定了那些會(huì)影響機(jī)器魚融入魚群的關(guān)鍵因素，這些因素包括真魚的身體特征，如形狀、顏色、條紋等；真魚的行為特征也被考慮在內(nèi)，如移動(dòng)的線速度與加速度、魚與魚之間的距離、魚群的規(guī)模、它們的交流方式以及搖動(dòng)尾巴的頻率等。

根據(jù)研究結(jié)果，他們仿造了一種微型機(jī)器斑馬魚，這條機(jī)器魚長(zhǎng)7厘米，比它所模仿的魚稍微長(zhǎng)一些，但形狀和比例相同。研究者給它配備了磁鐵，將其與安裝在水族箱下面的微型引擎連接起來(lái)，以便能夠帶動(dòng)它在水中自由地游動(dòng)。研究者將這種機(jī)器魚戲稱為“秘密臥底”，因?yàn)樗梢詿o(wú)違和感地混入魚群。

機(jī)器魚有一套自我學(xué)習(xí)的系統(tǒng)，能像真魚一樣通過學(xué)習(xí)如何交流來(lái)調(diào)整自己的行為，使自己在魚群里變得越來(lái)越像真魚。

研究小組在不同的水族館測(cè)試了新研發(fā)的機(jī)器魚，在每一項(xiàng)測(cè)試中，記錄了單條魚和整個(gè)魚群的移動(dòng)軌跡，以及它們表現(xiàn)出來(lái)的動(dòng)作和習(xí)性等，然后將結(jié)果與沒有機(jī)器魚的魚群進(jìn)行對(duì)比。他們發(fā)現(xiàn)這些魚對(duì)于機(jī)器魚的融入沒有異議，這條機(jī)器魚能模仿魚的行為，促使它們改變方向或引領(lǐng)它們從一個(gè)房間游到另一個(gè)房間。

“臥底”或可成英雄

這個(gè)“臥底”從魚群中偷師成功，學(xué)成歸來(lái)，可不是為了把真魚耍得團(tuán)團(tuán)轉(zhuǎn)的。這一研究不僅能夠讓人更加了解魚類的行為，或許還能拯救魚群于危難之中。

大多數(shù)魚類都喜歡群居生活。成群結(jié)隊(duì)更利于它們尋找伴侶生息繁衍、更容易在水中移動(dòng)和迷惑捕食者；但另一方面，成群結(jié)隊(duì)也加劇了對(duì)食物和伴侶的競(jìng)爭(zhēng)，且為寄生蟲和疾病的傳播提供了一個(gè)很好的途徑。也就是說(shuō)，一旦面臨危險(xiǎn)，對(duì)它們而言就是滅頂之災(zāi)。

假想一下，一艘油輪發(fā)生了石油泄漏，對(duì)大片海域造成了難以挽救的生態(tài)災(zāi)難。如果我們知道對(duì)魚群來(lái)說(shuō)哪條路線才是安全的上上之策，怎么才能讓其“乖乖聽話”？這時(shí)候，機(jī)器魚就可以派上用場(chǎng)了。我們可以為魚群打造一個(gè)“救世主”，它或許游速較快，或許具有強(qiáng)有力高頻率的擺尾，能夠?yàn)楹竺娴聂~開路、減少水的阻力，從而能夠吸引真魚追隨其后，引導(dǎo)魚群朝安全的環(huán)境前進(jìn)。

科學(xué)家們?cè)谥圃鞕C(jī)器人的時(shí)候從動(dòng)物身上獲得靈感，而使用機(jī)器人與動(dòng)物進(jìn)行互動(dòng)，反過來(lái)可以造福于動(dòng)物。