本文最初发表于 Hakai Magazine，这是一个关于沿海生态系统中的科学与社会在线出版物。阅读更多此类故事，请访问 hakaimagazine.com。
人类技术长期以来一直从自然界汲取灵感：第一架飞机模仿了鸟类的设计。魔术贴的发明者受到了他经常需要从狗身上取下的讨厌的种子壳的启发。而近年来，热衷于探索世界海洋的工程师们则从最擅长此道的生物——鱼——身上汲取灵感。
世界各地，研究人员正在开发外观和游动方式都像鱼的机器人，他们表示这些水下自动装置比科学家目前使用的遥控潜水器（ROVs）更便宜、更容易使用，并且对海洋生物的干扰更小。在对该技术进展的最新回顾中，科学家们声称只有少数技术问题阻碍了仿生鱼的革命。
在过去的几十年里，工程师们设计了各种用途的仿生鱼原型。虽然有些是为了执行特定任务而设计的——例如在实验室欺骗其他鱼类、模拟鱼类流体动力学，或收集海洋中的塑料——但大多数仿生鱼的设计目的是在海洋中航行并收集数据。这些仿生探索器通常配备有摄像机来记录它们遇到的任何生命形式，以及用于测量深度、温度和酸度的传感器。其中一些机器——包括一只名为查理的仿生鲶鱼，由中央情报局开发——甚至可以采集并储存水样。
虽然现代遥控潜水器（ROVs）已经能够完成所有这些任务，甚至更多，但这篇综述的作者认为，仿生鱼将是未来的工具。
“现有的[遥控潜水器]能做的工作，仿生鱼也能做，”中国西湖大学海洋工程师、该综述的合著者魏成崔说。而且，“现有遥控潜水器做不到的事情，仿生鱼也[可能]能做到。”
自1953年第一台有线遥控潜水器——一个名为Poodle的装置——发明以来，科学家们越来越依赖遥控潜水器来帮助他们到达潜水员无法到达的太深或太危险的海域。遥控潜水器可以到达潜水员无法到达的深度，在那里花费几乎无限的时间，并从它们的行程中带回活体或非活体的样本。
虽然遥控潜水器对科学研究大有裨益，但大多数型号都很庞大且昂贵。蒙特雷湾水族馆研究所（MBARI）、伍兹霍尔海洋研究所、施密特海洋研究所和OceanX等科学组织使用的遥控潜水器，重量几乎相当于一头犀牛，造价数百万美元。这种大型高端遥控潜水器还需要起重机来部署，并且在水中运行时必须连接到母船。
相比之下，仿生鱼是电池供电的机器人，通常只有几公斤重，造价几千美元。虽然有些设计得像真正的鱼，但仿生鱼通常采用中性色，并且在形状上与其生物对应物相似。然而，据英国布里斯托大学工程师、未参与该综述的Tsam Lung You介绍，即使是最不逼真的仿生鱼，对水生生物的干扰也比普通的遥控潜水器小。
与大多数使用螺旋桨移动的遥控潜水器不同，仿生鱼像它们所启发的动物一样游动。通过左右摆动尾巴，仿生鱼能够安静地滑过水面，似乎不会打扰周围的海洋生物——这对希望在其自然环境中研究水下生物的研究人员来说是一个优势。
由于仿生鱼体积小巧且隐蔽，科学家们可能能够利用它们观察敏感物种，或进入珊瑚礁、熔岩管和海底洞穴的角落和缝隙。尽管仿生鱼机动性很强，但目前的型号有一个很大的缺点：它们的续航能力非常有限。没有母船提供电力，且电池容量有限，今天的仿生鱼一次只能在水中停留几个小时。
要使仿生鱼能够取代现代遥控潜水器，它们还需要一个目前缺失的关键部件：一个可以自主充电的对接站。崔构想的未来是，一群小型仿生鱼协同工作以完成大型任务，并轮流在由可再生能源（如波浪能）供电的水下充电站进行充电。
“我们可以使用许多仿生鱼，而不是一台[遥控潜水器]，”崔说。“这将大大提高深海作业的效率。”
这个潜在的未来依赖于自主水下充电站的发展，但崔和他的同事们相信可以使用现有技术来建造它们。他表示，潜在对接站的核心很可能是一个无线充电系统。崔说，如果需求足够大，这个“鱼”的未来可以在不到十年的时间内实现。
然而，加州蒙特雷湾水族馆动物饲养部主管保罗·克拉克森表示，要让科学家们用仿生鱼群替换他们的遥控潜水器可能很难。
克拉克森说：“几十年来，我们一直受益于我们研究和技术合作伙伴MBARI设计的遥控潜水器。”“他们的遥控潜水器是我们工作和研究的重要组成部分，它们提供的能力使它们成为不可替代的工具。”
尽管如此，他补充道，“随着气候变化、栖息地破坏、过度捕捞和塑料污染的威胁，我们需要考虑新的创新在理解我们不断变化的世界方面能带来什么优势。”
本文首次发表于 Hakai Magazine，经许可在此转载。
