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鱼群中出了一个“卧底”

2018-07-26云巧

科学之谜 2018年5期
关键词:卧底鱼群斑马鱼

云巧

对于现在的科技来说,造一条机器鱼并不是件难事。但是机器的模仿和伪装能力又能做到什么样的程度?动物是否会对这类机器产生反应?

怎样培养一条“卧底”鱼

瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员选择斑马鱼作为机器鱼的模仿对象。斑马鱼虽然很小,但生命力非常顽强,它们身体上明亮的侧线部位的细胞对水流有很强的感知能力,游动时常常会突然快速切换方向。研究人员想通过机器斑马鱼来影响斑马鱼的种群活动。

研究小组首先确定了那些会影响机器鱼融入鱼群的关键因素,这些因素包括真鱼的身体特征,如形状、颜色、条纹等;真鱼的行为特征也被考虑在内,如移动的线速度与加速度、鱼与鱼之间的距离、鱼群的规模、它们的交流方式以及摇动尾巴的频率等。

根据研究结果,他们仿造了一种微型机器斑马鱼,这条机器鱼长7厘米,比它所模仿的鱼稍微长一些,但形状和比例相同。研究者给它配备了磁铁,将其与安装在水族箱下面的微型引擎连接起来,以便能够带动它在水中自由地游动。研究者将这种机器鱼戏称为“秘密卧底”,因为它可以无违和感地混入鱼群。

机器鱼有一套自我学习的系统,能像真鱼一样通过学习如何交流来调整自己的行为,使自己在鱼群里变得越来越像真鱼。

研究小组在不同的水族馆测试了新研发的机器鱼,在每一项测试中,记录了单条鱼和整个鱼群的移动轨迹,以及它们表现出来的动作和习性等,然后将结果与没有机器鱼的鱼群进行对比。他们发现这些鱼对于机器鱼的融入没有异议,这条机器鱼能模仿鱼的行为,促使它们改变方向或引领它们從一个房间游到另一个房间。

“卧底”或可成英雄

这个“卧底”从鱼群中偷师成功,学成归来,可不是为了把真鱼耍得团团转的。这一研究不仅能够让人更加了解鱼类的行为,或许还能拯救鱼群于危难之中。

大多数鱼类都喜欢群居生活。成群结队更利于它们寻找伴侣生息繁衍、更容易在水中移动和迷惑捕食者;但另一方面,成群结队也加剧了对食物和伴侣的竞争,且为寄生虫和疾病的传播提供了一个很好的途径。也就是说,一旦面临危险,对它们而言就是灭顶之灾。

假想一下,一艘油轮发生了石油泄漏,对大片海域造成了难以挽救的生态灾难。如果我们知道对鱼群来说哪条路线才是安全的上上之策,怎么才能让其“乖乖听话”?这时候,机器鱼就可以派上用场了。我们可以为鱼群打造一个“救世主”,它或许游速较快,或许具有强有力高频率的摆尾,能够为后面的鱼开路、减少水的阻力,从而能够吸引真鱼追随其后,引导鱼群朝安全的环境前进。

科学家们在制造机器人的时候从动物身上获得灵感,而使用机器人与动物进行互动,反过来可以造福于动物。

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