□本报通讯员 徐千惠

况弗柔

水质监测的通行方法是使用机器人进行信息采集和水下探测，但这一方法存在长时间长距离作业时动力不足或与水草交缠等问题。最近，浙江理工大学机械与自动控制学院的一支学生团队研发了一种可以自主移动的无线传感水质监测仿生鱼，成功突破了水质监测仪器和方法上的现存瓶颈，并因此获得中国青少年科技创新奖励基金，该学生团队也荣获“小平科技创新团队”称号。

乍一看，仿生鱼和真的鱼没啥两样。它全身呈海蓝色，形似中华鲟，但实际上，在鱼身里，却有着精密的仪器部件和精巧的构造。

大四学生潘晓曼是仿生鱼团队目前的主要负责人。“仿生鱼的设计灵感来源于在水中灵活游动的鱼。”潘晓曼告诉笔者，“我们想研发一种自主移动的仿生鱼节点，能够不受空间限制监测水域内各点的参数。”

为此，团队成员们查阅了国内外相关的研究资料，确定了机械仿生鱼这一研发方向，开始着手把它应用于水下无线网络。

灵感的闪现如同电光石火，但若要变成现实，则需要不懈的努力。水质监测仿生鱼研究团队成立于2012年，是一支地道的学生团队，核心成员都是来自测控技术与仪器专业的研究生和本科生。潘晓曼说：“我们是摸着石头过河，边学边做，老师负责提出指导性意见。”仿生鱼的研发是跨学科的，涉及许多声学、光学和电学的知识，这些都不属于专业课程范畴，需要大家从最基础的知识开始自学。“当时真的很头疼，但现在想想，我们的科研能力就是在不断的自学和一次次的纠偏中提高的。”潘晓曼表示。

研究的6年间，团队遇到的最严峻的挑战是水下通信问题。唐光民是团队中负责水声通信这一模块设计的成员，他介绍，水下无线电信号衰弱严重，同时浅水层的声波信号干扰较大，经过长时间的反复试验，团队才最终确定了低频无线与声波通信的混合通信方案。

为了方便日常调试，团队成员不会把仿生鱼的密封舱封严，这也导致了实地演练时频频发生漏水。“很多问题都是始料不及的，总会有百密一疏的情况出现。”团队成员张力说，他们总共换了十几次防水胶才解决了漏水问题。

在紧张的研发过程中，通宵达旦地焊接电路板，顶着烈日跑大半个西湖采集水质参数，不眠不休地泡实验室都是家常便饭，一条条仿生鱼身上凝结了数届机控学子的心血。

此外，团队还在仿生鱼的使用中采用了物联网技术。水下的仿生鱼、水面浮标节点、水上基站、网络等共同组成了无线传感水质监测网，提升了信息传输的稳定性。

从零开始，团队积跬步以至千里。6年前，这些90后学生还是稚嫩的“科研小白”，而现在他们的成果已经申请到了13项国家专利。除了最近获得的“小平科技创新团队”称号，这个团队还在2015年斩获了“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛一等奖。

虽然团队已经取得了不小的成就，但仿生鱼的成品化仍尚需时日。“我们正致力于进一步提高仿生鱼的灵活性，还打算给它添加预测水质变化的功能。我们已经和一家科技公司签订了技术转让协议，希望能够尽快把仿生鱼运用到‘五水共治’的实践中。”张力说。