1 多姿多彩的鱼类与机器鱼 3
1.1 多姿多彩的鱼类 3
1.2 机器鱼能做什么 5
1.2.1 机器鱼研究的目的 7
1.2.2 机器鱼应用示例 7
1.3 机器鱼范例 9
2 鱼类的形体结构与机器鱼的机构设计 17
2.1 鱼类独特的形体结构 17
2.1.1 鱼类的体形分类 18
2.1.2 鱼类头部的外形 19
2.2 鱼鳍的形状与结构 20
2.3 机器鱼外形与游动机构的设计 22
2.3.1 机构设计过程 22
2.3.2 被模仿鱼类的选择 24
2.3.3 鱼类的皮肤与机器鱼的蒙皮 25
2.3.4 铰链结构的机器鱼尾部 27
2.3.5 机器鱼尾部结构设计参数 28
2.3.6 仿生机器鱼示例 29
2.4 机器鱼浮潜机构的设计 30
2.4.1 鱼类的上浮下潜运动 31
2.4.2 机器鱼上浮下潜的方法 32
2.4.3 安装胸鳍的机器鱼示例 34
2.5 机器鱼的驱动系统 35
3 鱼类游动的秘密与机器鱼运动控制 41
3.1 鱼类运动的推进模式 41
3.2 鱼类游动的秘密 46
3.3 鱼类游动过程的研究 49
3.4 机器鱼的游动控制方法 55
4 鱼类洄游与机器鱼的定位导航 61
4.1 鱼类的洄游 61
4.2.1 依靠地理特征实现导航 63
4.2 机器鱼的定位与导航 63
4.2.2 依靠惯性导航系统 66
4.2.3 依靠卫星定位系统或声学定位系统 66
5 鱼类的感知与机器鱼的传感器系统 78
5.1 鱼类视觉与机器鱼的视觉感知 78
5.1.1 鱼类的视觉 78
5.1.2 机器鱼的视觉感知 80
5.2 鱼类听侧系统与机器鱼的姿态、距离感知 83
5.2.1 鱼类的听侧系统 83
5.2.2 机器鱼的姿态感知与测距 84
5.3 鱼类的味觉、嗅觉与机器鱼的化学物质检测 89
5.3.1 鱼类的味觉和嗅觉 89
5.3.2 机器鱼的化学物质感知 90
5.4 鱼类的电磁感受与机器鱼电磁场感知 94
5.4.1 鱼类的电磁感受 95
5.4.2 机器鱼的电磁感知传感器 96
5.5 其他类型传感器 97
6 鱼类的行为与机器鱼的决策系统 101
6.1 纷繁复杂的鱼类行为 101
6.2 机器鱼的行为 102
6.3 机器鱼的决策系统结构 107
6.3.1 “感知－规划－执行”模式 108
6.3.2 “包容式结构”模式 109
6.3.3 “反应式控制结构”模式 112
6.3.4 “分层递阶型结构”模式 113
6.3.5 “混合型结构”模式 114
7 机器鱼的未来 119
7.1 机器鱼的未来发展 119
7.2 其他类型机器鱼 121
7.3 结束语 124
附录 机器鱼研究现状 125
参考文献 137