 初冬的太湖还算暖和，阳光照在宽阔的水面上，飞鸟无声地飞出灌木丛。
插有“北京航空航天大学”旗子的一条渔船上，博士生文力和他的同学们集中精神，跟踪前方一个游动的家伙。它如同一条大鱼隐没于浅绿的湖水，所过之处泛起波纹。它摆动着尾巴，拖着一件白色浮标向湖心游去，速度和人行走差不多，轮廓像是一颗鱼雷。
这是什么东西？来太湖做什么？本报记者来到北航机器人研究所，打探底细。
它是什么？———机器鱼：一条长尾巴的鱼雷
北航机器人所的一间实验室里，四处摆着奇形怪状的零件，屋子中央的两枚“鱼雷”最为显眼，仿佛军事博物馆里的展品。它们可是游泳好手。文力同学介绍说：“白尾巴这条刚从太湖回来。”
眼前的这件东西，就是曾游弋太湖，监测水质的“仿生机器鱼”。
这家伙身长1.6米，如果装配的是螺旋桨，那和鱼雷就几乎没有两样。鱼头更像弹头漆成黄色，其表面是薄薄一层复合材料；体壳呈黑色，摸上去并不冰冷，它用碳纤维做成，不仅轻，而且强度好。身体和头尾之间用不锈钢圆框作固定。不锈钢因为做了防腐蚀处理，显得有些暗。
机器鱼的后部有两片平行于水面的尾舵，随着尾舵转动，机器鱼可以上浮和下潜。还有一条竖直的尾鳍，用来保证平稳。为了能够随意下潜，机器鱼需要事先配重，用适量的铅块填充到肚子中，直到比重与水相同。
它靠什么游动？———安静而灵活的仿生尾巴
机器鱼唯一的动力来自尾巴。这片尾巴，由后部伸出的一只机械臂带动。机械臂由大臂和小臂组成，位置有点像尺骨与桡骨。它们分别接到两只电机上，做不同运动。尽管构造简单，合起来就可能构成复杂的动作。你可以想象一只拿着扇子的手———肘关节也可以扭动，腕关节也可以扭动。
机器鱼模仿的是鱼或海豚的动作。鱼和海豚尾巴的划水动作看似简单，其实需要专门的仿生学研究其轨迹，得出相应的算法，好指挥机械尾巴运动，做到尽量平滑。细看这条尾巴，既不同于金枪鱼等海鱼尾巴的形状，也不同于一般淡水鱼的尾巴。据介绍，这是通过多次试验比较优化的形状，其划动效率最高。
实验中，机器鱼的尾巴以每秒两三下的速度拍动，除了风声和渔船马达声外，听不到更多的噪音。机器鱼是一种安静的动物，它不像螺旋桨推动的东西那样喧闹，这是它的一大优势，而且比起螺旋桨，靠尾巴前进更加灵活。尾巴可以移到身体侧面拨动，使得机器鱼转弯半径小，就好像步行者转弯比骑自行车的灵活。
它如何分析水质？———无线发送信息
几个月前蓝藻泛滥，太湖北岸曾是一片稠绿。11月下旬，无锡岸边水质依然浑浊，波浪把均匀的绿色撕出了一缕一缕。这次机器鱼携带的就是适用于检测蓝藻危害的水质检测仪，用一个铝制环套在机器鱼腹部。这个圆筒状的仪器即时分析水样，再把信息无线发送给船上的人们。
跟踪船上设有两台笔记本电脑，配合机器鱼和水质检测仪工作。一台记录仪器无线传回的水质信息，另一台是记录机器鱼巡游时回传的数据，比如实时的GPS航点，姿态，深度，电池的容量以及体内温度是否超标等。还有一个人拿GPS定位仪，手工记录，以防电脑出现BUG。
机器鱼不怕辛苦，最长时一次可以工作20小时，游60公里。它胆子大，可以去人们不敢游的危险地带。它认得路，人们把GPS路线图输入它的大脑，然后它就会一边接受天上发来的GPS信息，一边结合地图，判断应该向哪里行进。
它的方向和能量从哪里来？———GPS导航与锂化合物电源
卸开机器鱼的头壳，里面满满地是组件和电线。这里是它的大脑。
尽管东西多，却也不繁乱。中间一个方块是它控制的关键：GPS信号接收器。它通过总线，把信号传给电机控制系统。后者负责操纵尾巴。
机器鱼肚子里放着十几个黑色的电池，这种锂化合物电池比锂离子电池能量更强。虽然电压不是很高，但十几个电池串连起来，功率大概两三百瓦，足够机器鱼坚持20小时。机器鱼里还留出很多空间，可以放科学仪器，也可以放铅块配重。
文力说：“机器鱼有时需要潜水，水下是收不到信号的。”所以，机器鱼配备了船形的浮标天线，用一根细细的导线连通。GPS信息由之传给机器鱼。关键时候，人们也可以通过天线向它下命令，比如让它停机。
因此，它潜游时，你也知道它在哪里———一艘白色的小船漂着呢。
它都干了些啥？———曾探测沉船，也曾偷偷溜走
1999年，国内第一条机器鱼诞生在北航机器人研究所ITM实验室。在当时的所长王田苗教授指导下，大三学生梁建宏带着课外项目《鱼类仿生运动原理及其柔体潜艇模型》，参加全国大学生“挑战杯”竞赛，获得了一等奖。几年来，梁建宏和他的课题组孜孜以求，探索鱼类游动的奥秘，完成了很多没有先例的科学试验。
如今，梁建宏已经拿到了博士学位，成为北航的青年教师。而机器鱼也已升级到第五代。在机器人实验室的墙上，贴出了各种版本的机器鱼照片。最早的版本身长大概0.8米，形状如同鳗鱼，运动方式也不同于目前这条。用尾巴推进，是从2003年第三代机器鱼开始的。
2004年8月，机器鱼在福建东山岛附近探测沉船，随身携带摄像头，以观看海底实况。那时的它仍然像一条鱼。后来它增长变细成鱼雷状，以增加有效体积和减小阻力。经过多项改进，它的航程提高了5倍多。
只有机器鱼在大海里畅游时，人们才能感受它的魅力。梁建宏博士回忆道：在北戴河试验时，一条机器鱼游丢了。大家苦苦找了3天也没有踪影。两个月后，有渔民报告：打捞上来一条机器鱼，课题组去取机器鱼，才发现它偷溜后，神不知鬼不觉的跑了很远，所以当然找不到啦。
这次太湖试验，航行时间更长，可靠性要求更高。虽然机器鱼一路被跟踪，但它从头到尾都不由人
们干涉，只能自己认路自己游。当然，这次它没溜走。
“准备工作比较充分，使机器鱼在几天的工作中没有出现问题，”回忆起太湖之行，文力颇为轻松：“心情不错。在北京的辛苦是值得的。”
■相关资料
2007年11月下旬的太湖，一条长约1.6米的鱼形机器人在科研人员的控制下，将大量的水质数据传回控制台，为这个时间段太湖的水质诊断提供第一手数据。
本次水质探测任务由北京航空航天大学机器人研究所研制的新一代仿生机器鱼搭载美国哈希（HACH）公司的Hydrolab多参数水质监测仪进行。哈希公司的水质参数检测仪除了能检测常规参数外，还可以检测叶绿素、蓝绿藻等10余种参数指标，适用于检测大范围内的蓝藻危害。较之早先平台，仿生机器鱼的航程提高了5—6倍，在经济航速每小时3.6公里的情况下，航程达到60公里，相当于一口气穿过大半个太湖。
北京航空航天大学机器人研究中心博士研究生文力（左）等研究人员在太湖船上遥控指挥仿生机器鱼巡游，并收集数据（11月29日摄）。近一段时间，北京航空航天大学机器人研究中心研究人员使用新研制的仿生机器鱼巡游太湖，检测水质获得成功。新一代仿生机器鱼在推进高效、机动性等方面取得新突破，一次可以连续工作20个小时，航程60公里，可及时将检测到的水质数据，通过无线传输系统发送至水面数据库，供环保等相关单位使用。它的成功，代替人工去完成无法到达或高危险的水域，开创了机器鱼检测水质环境的先河。
北京航空航天大学机器人研究中心梁建宏博士（右）研究生检查搭载在仿生机器鱼上的多参数水质监测仪（11月29日摄）。近一段时间，北京航空航天大学机器人研究中心研究人员使用新研制的仿生机器鱼巡游太湖，检测水质获得成功。新一代仿生机器鱼在推进高效、机动性等方面取得新突破，一次可以连续工作20个小时，航程60公里，可及时将检测到的水质数据，通过无线传输系统发送至水面数据库，供环保等相关单位使用。它的成功，代替人工去完成无法到达或高危险的水域，开创了机器鱼检测水质环境的先河。
仿生机器鱼在太湖上巡游检测水质（11月30日摄）。近一段时间，北京航空航天大学机器人研究中心研究人员使用新研制的仿生机器鱼巡游太湖，检测水质获得成功。新一代仿生机器鱼在推进高效、机动性等方面取得新突破，一次可以连续工作20个小时，航程60公里，可及时将检测到的水质数据，通过无线传输系统发送至水面数据库，供环保等相关单位使用。它的成功，代替人工去完成无法到达或高危险的水域，开创了机器鱼检测水质环境的先河。
新华社记者王呈选摄
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