“不会让人感到恐惧的监视”能否实现,鱼型机器人开拓精密养殖

“不会让人感到恐惧的监视”能否实现,鱼型机器人开拓精密养殖

photo : CIRTESU Universitat Jaume I of Castellón

在鱼群中游动的机器人,悄然开启了养殖场的未来

提到检查养殖场水下环境的机器人,很多人可能会想到类似小型潜水艇的机器。它们通过旋转螺旋桨、用灯光照亮,并用摄像头检查网和鱼的状态——这样的画面。

然而,这次引人注目的是一种更“像鱼”的机器人。

由西班牙哈梅一世大学的水下机器人与水下技术研究中心CIRTESU开发的实验机“UJIFISH-I”,是一种模块化的鱼形机器人,旨在用于养殖场的网检查、水质监测和传感器布置。其最大特点不仅仅是外形像鱼,而是通过像鱼一样扭动身体游动,减少螺旋桨和强光等容易给鱼带来压力的因素。

在养殖业中,持续了解鱼的健康状况、网的损坏、水温、溶解氧、盐分浓度等是必不可少的。如果网出现破洞,鱼会逃走。如果未能及时发现水质恶化,可能导致生长不良或大量死亡。然而,如果检查本身给鱼带来压力,那就本末倒置了。

传统的水下机器人或潜水员进行的检查,虽然对人类来说效率高,但对鱼来说却是异物的入侵。螺旋桨的声音、突然的水流、强烈的照明、接近的机器运动,这些对水中的生物来说绝不是小刺激。

UJIFISH-I的目标是减少这种“监视带来的压力”。机器人不是接近鱼群,而是以接近鱼的动作融入环境。抑制大的声音和湍流,静静地收集必要的信息。这不仅对养殖业的效率化有意义,从动物福利和环境负荷的角度来看也具有意义。

学习鱼的动作,无螺旋桨的水下机器人

UJIFISH-I被设计为仿生型,即所谓的生物启发型机器人。推进方式采用类似鱼游泳的波状运动。通过这种方式,可以抑制机械噪音、水的扰动以及对周围的物理影响。

水下机器人中常见的螺旋桨式推进,虽然结构相对简单且易于控制,但会产生声音和湍流。在养殖鱼附近活动时,这种刺激不可忽视。特别是在密度高的养殖环境中,如果鱼出现逃避行为或群体混乱,这本身就是压力因素。

UJIFISH-I通过采用与成鱼相匹配的形状和动作,试图实现更平滑的流体特性。像鱼一样游动的机器人不仅仅是外观上的演出,而是对如何在水中前进以及如何尽量不扰乱周围环境的实用课题的工程回答。

此外,它配备了具有180度视野的全景视觉系统,可以获取水下影像。可操作的深度最大为20米。远程操作范围在垂直方向最大为150米,水平方向最大为500米。通信是支持电缆和声学调制解调器的混合型,预计根据养殖场的条件进行选择使用。


从网的检查、水温测量到传感器布置

在养殖场的管理中,重要的不仅仅是观察鱼。更需要的是掌握鱼所处的整个环境。

UJIFISH-I配备了持续测量水温和深度的传感器。此外,还设计成可以整合测量盐分浓度、pH、溶解氧、各种气体等的附加传感器。这更像是一个收集养殖场水下数据的移动平台,而不是单一的机器人。

特别值得注意的是,能够将传感器和辅助组件运送并布置到特定位置的功能。通过这种方式,机器人不仅仅是观察,还可以承担将测量设备送达养殖场内所需地点的角色。

例如,如果怀疑某个网周围的水质变化,机器人可以移动到那里并布置附加传感器。或者,如果网的某部分可能损坏,可以通过全景影像进行确认。在潜水员潜水危险的情况下,机器人可能替代进行作业。

研究团队表示,通过网的检查、远程操作、数据收集、传感器布置等控制测试,确认了机器人的功能实现可能性。据称还展示了高机动性和目标检测的可靠性。


精密养殖这一大趋势

这种机器人的背景是全球范围内推进的“精密养殖”趋势。

在农业中,已经广泛使用传感器、无人机、AI、卫星数据来细致管理作物状态的精密农业。在养殖业中,也同样在加强通过数据掌握鱼的行为、水质、饲料、疾病迹象、网的状态,以实现更高效和可持续的运营。

养殖在全球粮食供应中重要性日益增加。在仅依赖天然渔业变得困难的情况下,扩大养殖对于稳定供应鱼类产品至关重要。然而,过密饲养、疾病、排泄物、饲料、逃逸鱼对生态系统的影响等问题也亟待解决。

因此,需要更细致、更低负荷地监视养殖场的技术。像UJIFISH-I这样的机器人可能承担其中的一部分。

重要的是,“自动化=减少人类工作”并不是唯一的意义。在水下进行检查对作业者来说伴有危险。潮流、视野不良、低温、与设备接触、长时间作业。如果能用机器人替代这些风险,人类的安全性也会提高。

同时,如果能以对鱼负担较小的方法进行监视,养殖业将更接近“静态管理”。水下机器人不仅是效率化的工具,也可以成为减少鱼的压力和环境扰动的工具。


SNS和网络上的反应:尚未大规模传播,但关注点在于“实用性”而非“可爱”

由于本文刚刚发布,目前在可确认的范围内尚未发展为大规模的SNS讨论。在Phys.org上,文章发布时几乎没有评论或分享数。然而,科学新闻转载网站和聚合器已经开始关注,并在面向中文圈的新闻聚合网站上以“机器人鱼在检查网和水质的同时减轻养殖压力”为主题进行了报道。

在西班牙语圈中,作为当地媒体和大学相关新闻的传播尤为显著。在Facebook上,也可以确认西班牙的广播电台系账号分享了这一话题。反应的中心更接近于“如何安全、环保地进行养殖监视”的实务关注,而非炫目的未来技术。

此外,在生物工程类新闻网站上,SNS共享按钮上的计数显示了在Facebook和X上的共享数。虽然数字上并不是很大的热议,但作为专业类新闻,已经开始触及机器人技术、养殖、环境考虑的多个读者群体。

当这种技术在SNS上传播时,反应大致分为两类。一类是对“鱼型机器人混入真实鱼群”这种视觉上的趣味性的反应。另一类是对“是否真的能减少鱼的压力”“是否值得成本”“如果故障如何回收”等实施方面的疑问。

在目前可确认的范围内,后者这样的详细批判性讨论还不多。然而,一旦这项技术接近实用阶段,SNS上必然会出现关于成本、耐久性、维护、数据管理、对鱼的长期影响等论点。


挑战在于自主性、运行时间、成本

UJIFISH-I是一个有前景的原型,但并不是立即可以在全球养殖场使用的成品。

研究团队本身也将自主性、持续时间、传感能力的提升列为未来的课题。特别是,为了在更深的地方稳定运行,人工浮袋系统,即主动浮力控制的整合成为未来的开发主题。

对于水下机器人来说,电池和通信是大的限制。它不像空中无人机那样可以通过电波轻松通信,在水下多依赖声学通信或电缆。视频数据的传输、位置控制、障碍物回避、在鱼群中的安全移动等,实用化涉及多项技术。

此外,对于养殖业者来说,重要的是技术的新颖性而非成本效益。引入成本、维护费用、故障时的修理、操作所需人员、与现有设备的联动。如果这些不符合现场需求,再优秀的机器人也难以普及。

即使模仿鱼的动作在短期内减少压力,长期运行中鱼如何反应则是另一个问题。不同鱼种的反应可能不同。鲑鱼、真鲷、鲈鱼、罗非鱼等,养殖的鱼类生态和饲养环境各不相同。如何将实验水槽和港湾设施的试验结果扩展到实际的大规模养殖场,将成为未来的关键。


机器人越接近鱼,人类的责任也越大

鱼型机器人在外观上亲切。水中游动的机器形象既未来感十足,又有些幽默。然而,其本质相当现实。

这涉及到如何使食品生产现场可持续的问题。人类养殖鱼类并作为食品利用。在这个过程中,如何保护鱼的健康。如何抑制环境负荷。如何确保作业者的安全。数据和机器人如何深入现场。

UJIFISH-I是对这一问题的一个技术性解决方案。

迄今为止的水下机器人,主要角色是“去人类无法到达的地方”“替代危险作业”。今后,除了这些,还将加上“不要惊吓生物”“不要扰乱环境”的设计理念。在水下,安静也是性能的一部分。

未来在养殖场工作的机器人,可能不再是强力前进的机器,而是与周围环境协调游动的存在。UJIFISH-I所展示的是,机器人不是征服自然的工具,而是可以成为从自然的动作中学习、融入环境的工具。

当然,这仍然是研究阶段的技术。实用化可能需要时间。然而,能够在减少鱼的压力的同时检查网、水质并布置传感器的机器人的构想,对于思考养殖业的未来非常具有启发性。

在未来的养殖场中,人类、鱼、传感器、AI以及鱼型机器人可能会共享同一水域。届时重要的不是能获取多少数据,而是能多静地、多减少对生物的负担进行管理。

鱼形机器人开始游动的事实,对于水产业来说不是一个小新闻。这也是食品生产技术从“效率”逐渐转向“共存”的信号。


出处URL

Phys.org:关于UJIFISH-I的概述、性能、搭载传感器、养殖鱼的压力减少的说明。
https://phys.org/news/2026-04-robotic-fish-prototype-aquaculture-stress.html

EurekAlert!:哈梅一世大学的发布内容、论文信息、研究资金、试验地点、DOI等的确认。
https://www.eurekalert.org/news-releases/1125448

ScienceDirect:论文“UJIFISH-I: A modular and bioinspired robotic fish for inspection, hybrid teleoperation and sensor deployment in aquaculture”的刊载信息。
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0029801826007511

Universitat Jaume I:研究机构方面的新闻刊载信息。
https://www.uji.es/com/investigacio/arxiu/noticies/2026/4/ujifish/

Buzzing:海外科学新闻聚合网站上的刊载确认。用于把握SNS和新闻聚合上的反应。
https://www.buzzing.cc/

Onda Cero:西班牙语圈媒体的介绍文章。
https://www.ondacero.es/emisoras/comunidad-valenciana/castellon/noticias/uji-desarrolla-pez-robotico-modular-acuicultura-que-reduce-estres-peces-mejora-monitorizacion-submarina_2026042269e8beac16cd5c2d46680a24.html

Onda Cero Castellón Facebook投稿:西班牙语圈SNS上的共享例。
https://www.facebook.com/ondacerocastellon/posts/la-uji-desarrolla-un-pez-rob%C3%B3tico-modular-para-acuicultura-que-reduce-el-estr%C3%A9s-/1568024911990064/

Bioengineer.org:专业类新闻网站上的转载和共享计数确认。
https://bioengineer.org/modular-robotic-fish-prototype-developed-at-universitat-jaume-i-to-minimize-stress-in-aquaculture/