编者按:为深入学习贯彻党的二十大精神、二十届三中全会精神和学校第二次党代会精神,在新时代新征程自觉肩负起科技创新使命责任,加快推进高水平科技自立自强的奋进力量,校园网开设《走近科研》栏目系列报道,刊登科研成果、科研人物、科研团队奋斗故事,以及科研平台建设情况、科研项目进展等,以展现海大人紧跟国家科技布局,解决国家重大需求的昂扬奋进风貌。
2024年 4月20日,智能软体仿生鱼——“文鳐”问世。今天我们谈谈科研成果背后的一些事,说说仿生鱼蝠鲼为啥取名“文鳐”。
山海经:鱼身而鸟翼,预示天下丰收
《山海经·西山经》:是多文鳐鱼,状如鲤鱼,鱼身而鸟翼,苍文而白首赤喙,常行西海游于东海,以夜飞。其音如鸾鸡,其味酸甘,食之已狂,见则天下大穰。
译文是:这里有很多文鳐鱼,这鱼像鲤鱼,却有鱼的身子和鸟的翅膀,它的身上有青色的斑纹,长着白色的脑袋和红色的嘴巴,常常从西海巡游到东海,夜间飞行。它发出的声音就像鸾鸡的鸣叫,它的肉酸中带甜,吃了可以治疗疯癫病,它如果出现,天下一定会五谷丰登。
传说中文鳐鱼的外观与普通的鲤鱼相似,但却拥有鱼身和鸟翼的奇特组合。它们的身体呈现出青灰色、斑驳的图案,头部呈现洁白的色调,喙则呈现出鲜艳的红色。这种合二为一的形态使得文鳐鱼成了一个令人惊叹的生物,令人们对它的存在感到好奇和着迷。
文鳐鱼主要活动在西海,并且在夜间展开飞行,游弋于东海。这种夜间飞行的行为使得文鳐鱼显得更加神秘和难以捉摸。无论是其鱼身还是鸟翼,都展示了它们的自由和优雅,令人想象着它们在黑夜中翱翔的画面。文鳐鱼发出的声音被形容为类似于鸾鸡的叫声。或许这种声音带有一种悠扬而高亢的旋律,让人心神荡漾。此外,据说文鳐鱼具有美味可口的风味,其肉质酸甘适口。然而,吃过文鳐鱼之后却会引发狂躁不安的情绪,这使得文鳐鱼的特性更加扑朔迷离。
民间故事:文鳐搭救大禹
当初,大禹治水来到淮河,打算从下游乘坐小舟往上游勘察水情。由于洪水势猛,所乘之舟又非常狭小,他们一行人在浪头上逆水行舟就像几只蝼蚁伏在叶子上过江一般,随时都有被翻滚的洪水打翻的可能。行到河水中央的时候,突然间又下起暴雨。大雨如注,整个河面上除了密匝匝的雨滴激起的水雾外,什么也看不清。河流好像静止了,一丝风也没有。
大禹被困在河里,进不能进,退不能退,被浇得跟落汤鸡似的。这时候,一些水底的怪兽开始兴风作浪。他们都是大禹的仇敌,在他们看来,大禹治水就是想收拾他们,因此他们也在寻找机会不遗余力地报复大禹。他们掀起巨大的漩涡,让大禹的小舟陷入疯狂地旋转。又派出罗罗鱼,一种钢牙铁齿的怪鱼,去啮咬小舟的舱底。
经过这么一鼓捣,大禹他们可受不了了,他们头晕目眩,呕吐不止,船舱漏水,眼看着小舟快沉了!大禹无计可施,只好向天祈祷。就在这紧要关头,空中有声音说:“禹王莫惊,闭目静心,自有搭救你者!”到了这个份上,大禹只好听之信之,他把眼睛紧紧闭上,心中也不去想快要淹死的事。
过了许久,他只觉得两腋下习习风生,他偷眼看时,发现竟然是一群飞鱼包围着他,用长长的鱼须交错缠绕,正把他搭在空中,这些飞鱼鼓动翅膀,分秒必争,很快便把大禹送到淮河北岸。大禹跪在地上,向着空中的飞鱼说:“多谢救命之恩!敢问你们是何神兽?”为首的一条飞鱼说:“禹王不必多礼!我等乃是文鳐鱼,因路过淮水,女娲娘娘说是禹王受困,命我等前来搭救!禹王一心为民,我等效一些绵薄之力,有什么值得感谢的!”原来女娲娘娘炼石补天,算出来大禹有此一难,才派遣文鳐前来救援。大禹为了感谢文鳐,在淮河两岸的高山上给文鳐立庙,享受民间祭祀。
传说,有几次民间大旱,还是文鳐兴风助雨,纾解了百姓疾苦。后来,文鳐的出现被老百姓看作是丰收的象征,文鳐庙的香火也变得越来越旺了。
“文鳐”问世:五谷丰登
2024年 4月20日,上海海洋大学智能软体仿生鱼——“文鳐”问世。这款智能软体仿生鱼,它形似蝠鲼(俗称“魔鬼鱼”)的体态,翼展1米。该“文鳐”由上海海洋大学仿生鱼团队历经10余年研发的仿生鱼产品之一。
蝠鲼,是鲼形目蝠鲼科几种海产属鱼类的统称。蝠鲼现存有13种。蝠鲼与鲨鱼亲缘关系最近。蝠鲼身体扁平;吻端宽而横平;头前有由胸鳍分化出的两个突出的头鳍;尾细长如鞭;鳃孔宽大。蝠鲼因其游泳姿态与夜里飞行的蝙蝠相似而得名。
蝠鲼遍布于大西洋、太平洋和印度洋等海域。蝠鲼栖息在热带和亚热带的浅海区域。蝠鲼是一种温和鱼类,喜成群结队活动,肌力发达,性格安静沉稳,无领地行为和攻击性,行动敏捷,平时栖息于海底,有时浮出水面觅食。蝠鲼常在珊瑚礁附近巡游,以浮游生物和小鱼为食。雌蝠鲼常在凌空飞翔时产仔,一胎一仔,繁殖期在每年12月到第二年4月间。蝠鲼寿命20年。
蝠鲼头前长有由胸鳍分化出的两个突出的头鳍,就像“魔鬼”头上的角一样,所以人们又把它叫作“魔鬼鱼”。蝠鲼肉多无刺,具有一定的食用价值,因此被很多猎人捕杀,成为餐桌上的美食,现在很多地方已建立蝠鲼的保护区,其中棘尾魔鬼鱼、大洋蝠鲼、珊瑚蝠鲼收录在《世界自然保护联盟濒危物种红色名录》(IUCN)中,分别为濒危(EN)、濒危(EN)、易危(VU)保护等级。
上海海洋大学的这款“文鳐”的核心器部件已全部国产化,其效率高,能耗低,功能多,同时具备共融性、超仿生、隐身性三大优势,满足长续航、高机动、大负载、大范围作业需求。研发团队从鱼类行为学出发,在形态、运动、行为、结构、材料各方面仿生,实现生物外轮廓拟合,动态全运动模拟,达到翱翔海洋、‘以假乱真’的目的。 团队主打“软体”结构研究,同时,仿生鱼凭借高效、节能、低噪、隐蔽等性能优势,可广泛应用于远洋捕捞、深海勘探等领域,对发展海洋经济、维护国家主权意义重大。
仿生鱼产品内部具备超大有效载荷空间,基于多传感器协同的智能监测技术,通过搭载多款高精度传感器,给仿生蝠鲼装上“眼睛”和“耳朵”,可胜任对300米以内水深的水下监测等工作。在仿生蝠鲼身上搭载成像声呐测扫设备,以更灵活、成本更低的方式描绘海洋的地形地貌、鱼群情况。搭载水下成像系统的蝠鲼,基于人工智能的水下目标识别技术,通过对目标检测和图像分割进行监测实现分类识别,准确率高达90%。
美好的寓意:丰收 吉祥 幸福
丰收的吉祥物。在泰器山(泰器山:山海经原文记载,泰器山的位置在今天的甘肃境内或是新疆境内,阿尔泰东山)的观水中拥有大量的文鳐鱼,如果是捕鱼的发现了,那肯定就是大丰收了。《山海经》中对“大穰”两个字的解释是五谷丰登。“大穰”被解释成大丰收的意思,应该适用于社会中的各行各业,既可以农业的丰收,也可引申为辛勤劳动达到目标的喜悦。
美好的联想。蝠鲼音fú fèn,与福分(fú fen)音相近,祝福带来好运。文鳐身体像鲤鱼,鲤鱼在中国传统文化中被视为繁荣、智慧、和谐、平安的象征,同时也象征着家族荣耀、道家思想中的自然和谐以及爱情和幸福。文鳐鱼自由和优雅的姿态,让人心神荡漾悠扬而高亢的旋律,美味可口的风味,以及纾解百姓疾苦的风格,寓示吉祥、幸福,都带给人们美丽的画面、美好的心情。
上海海洋大学仿生鱼科研团队将产品取名为“文鳐”,既是对丰收、吉祥的期盼与祝愿,更是表达了希望科研成果更好地服务于国计民生、为人类幸福作贡献的决心。
(文字整理郑卫东,相关图片来自网络)