新算法模仿鱼类中的电感应

尽管人类可能难以在一个浑浊，浑浊的水下环境中航行，但弱电鱼却可以轻松地做到这一点。这些水生动物特别适合在不依赖视觉的情况下穿越被遮盖的水域;相反，他们通过电场来感知周围环境。现在，研究人员正在尝试采用这些电子传感技术来改进水下机器人。

科学家们花了多年的时间研究弱电鱼(包括刀鱼和象鼻鱼)如何利用电力进行航行。这些鱼有专门的电子器官，可以将很小的电压释放到周围的水中，从而形成自己的个人电场。附近的物体会对这些区域造成轻微的干扰，鱼类会通过其皮肤上称为电感受器的敏感器官进行检测。鱼在四处游动时，可以从多个角度感知一个物体，以了解其功能的更多信息，而这一切都无需获得任何视觉视角。充分了解这种独特的适应机制，可以使鱼类定向并在完全黑暗的环境中航行，这可以帮助水下机器人做到这一点。

苏黎世瑞士联邦理工学院的Lorenzo Baldassari和Andrea Scapin对建立弱电鱼通过电感知环境的方式进行建模的可能性深感兴趣。在周四的《SIAM影像科学杂志》上发表的一篇论文中，Baldassari和Scapin介绍了一种创新的算法，该算法基于弱电鱼的真实行为，通过电子感应观察物体。巴尔达萨里说：“这些动物是开发新的生物启发成像技术的理想对象。”

Baldassari和Andrea Scapin提供。

弱电鱼的令人印象深刻的感知能力激发了二人开发了一种算法，可以模仿鱼如何检测和定位基础上的电流在其皮肤上分布的目标。他们试图创建一条鱼的数学模拟，该鱼将在目标物体周围的环形路径中游泳，并结合一种识别算法，该算法可以合成电子信息来确定鱼在附近的物体。

该算法需要知道该对象的可能形状，因此Baldassari和Scapin建立了七个标准形状的字典：一个圆形，一个椭圆形，一个三角形，一个弯曲的椭圆形，一个弯曲的三角形，一个姜饼人和一个水滴。在他们的模拟中，一条鱼在字典中随机选择的物体周围游动-这种理论上的鱼事先并不知道它将遇到什么样的物体，就像一条真正的鱼在对其进行感应之前并不知道其环境一样。该算法的目标是使用模拟鱼收集的数据来确定哪个字典元素与目标对象匹配。