一、成果简介

本成果以自然界蓝鳍金枪鱼为灵感，通过流体力学分析设计仿生机器鱼原型机。其仿生运动由舵机和拉线结构实现驱动，尾部采用弹簧、骨架设计，模拟自然界鱼类的柔性摆动。其特点为低噪声、高灵活性和良好的隐蔽性，适用于复杂水域探测等任务场景。平台搭载了摄像头、IMU等传感设备，辅助机器鱼实现水下自主感知与运动控制。

在实际水下任务中，实现精确的航向控制是确保机器鱼有效执行作业任务的核心需求。然而，机器鱼的仿生外形与柔性运动为其操控造成了极大挑战，控制系统需解决摆动运动带来的高频晃动干扰影响，以及柔性材料与水体交互的非线性流体扰动影响。因此，本机器鱼的航向闭环控制方法通过对机器鱼的摆动体波建模、非线性水动力特征分析并进行周期线性化处理，实现偏航误差的实时观测与基于负反馈的在线修正。能够在保证系统稳定性的同时，对接不同外部任务的期望输入需求，使该闭环控制方法可进一步应用于目标跟踪、轨迹跟踪、群体协同等任务场景。

图1.仿生机器鱼平台示意图

图2.机器鱼主动跟踪效果示意图

二、应用领域

本成果属于机器鱼运动控制技术领域，机器鱼已广泛应用于海洋监测、环境治理、应急救援及工业检测等领域。

三、市场前景

仿生机器鱼市场前景广阔，预计带动百亿级市场规模，主要可应用于海洋资源勘探、水环境监测、水下设施巡检、水产养殖、生物训练与水族馆展演等领域。仿生鱼技术迁移至以上领域后，产业链规模可达百亿级。其仿生水动力特性优势和高推进效率（比传统设备高约30%以上），也适用于船舶外形设计优化。 ‌其去螺旋桨的低噪声优势与仿生高机动性优势使其可到达传统水下无人平台无法安全到达的相关场景。

核心优势

高效节能：仿生设计提升推进效率，降低能耗。

环保隐蔽：低噪音、微环境影响，适合敏感水域作业。

图3.野外协同测试

四、知识产权

1、成果由北京理工大学单独持有；

2、本成果已授权专利。

五、合作方式

技术许可、合作开发、技术转让、技术服务和咨询等。

六、对接方式

（1）合作意向方联系北理工技术转移中心；

（2）北理工技术转移中心沟通了解意向方情况；

（3）会同成果完成团队与意向方共同研讨合作方案。

北京理工大学技术转移中心

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