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通過平均兩次頻響測試的結果估計PID控制器的增益 。 在每次試驗開始之前 ， 機器人的重量被調整到一個理想的基線深度的中性浮力 。 然后要求的深度值作為一個階躍函數 。 一旦設定的深度在10%的誤差范圍內保持4秒 ， 就會要求下一個深度級別 。 機器人的微控制器通過讀取壓力傳感器連續記錄深度 。 每次測試都從不同的深度開始 ， 以研究不同的基線 。 科研團隊測量了深度 ， 速度 ， 占空比和誤差 。
科學家設計了一個緊湊的單向聲通信調制解調器 ， 使機器魚支持遠程控制操作 。 潛水員接口模塊包含發射器 ， 允許潛水員發出命令 ， 而接收器被嵌入機器魚的頭部 。 緊湊的體積限制使得現有的水下調制解調器設計無法適應 。 因此 ， 研究人員實現了一種新的低功耗、低成本、軟件定義的聲學調制解調器 。 聲波調制解調器的發射器安裝在潛水員接口模塊中 ， 該模塊包含一個充滿油的剛性外殼 ， 在一個表面上有一個透明的柔性膜 。
【機器人|機器人的微控制器，通過讀取壓力傳感器來連續記錄深度】
這種薄膜是一種軟鑄模硅橡膠 ， 在外殼內保留不導電的礦物油 ， 并允許水下壓力均衡 。 薄膜的靈活性和模制形狀允許潛水員在選擇理想的魚狀態時按下模塊內的控制按鈕 。 這些命令由樹莓派單板機通過通用串行總線讀取 ， 并被編碼為特定序列的超聲波聲學音調 ， 然后由數模轉換器轉換為音頻信號 。 模擬信號通過G類差分音頻放大器放大 ， 然后通過一個升壓變壓器阻抗匹配到輸出陶瓷傳感器 。
調制和解調都在軟件中定義 ， 以實現通用性 ， 促進交替調制協議的實現 。 考慮到設計的約束條件 ， 設計了一種能夠在軟件上高效實現的、同時對多徑效應和多普勒頻移具有魯棒性的調制方案 。 它使用基于脈沖的頻移鍵控和一種計算效率高的軟件定義解調方法 ， 利用格策爾算法和一種自定義動態峰值檢測算法 。 所選參數支持2048條不同的消息 ， 數據速率為每秒1條消息 ， 速度為20比特/秒 。 進一步的算法細節見 。
所期望的fish狀態每秒從控制器傳輸一次 。 每個指令描述魚的期望狀態 ， 包括尾振蕩頻率、振蕩幅度、俯仰或深度、偏航和視頻錄制 。 使用帶有額外奇偶校驗位的漢明編碼 ， 這11位被擴展為16位的字 。 這些命令可以用來遠程控制魚 。 科研團隊在開闊的海洋中測試了完整的系統 ， 潛水員遠程調節魚的狀態 ， 并在復雜的水下環境中導航它到感興趣的點 。 在3天的時間里進行了6次潛水 ， 探索了斐濟塔妙妮的索索莫海峽 。
這個位置提供了許多不同潮汐條件下的珊瑚礁環境 ， 允許在真實世界條件下評估機器魚 ， 在那里可以研究海洋生物和珊瑚礁生物群落的相互作用 。 機器人在每次潛水過程中進行了約40分鐘的連續觀測 ， 平均深度為8.1m ， 最大深度為18m ， 控制勘探時間約為240min 。 研究人員在淺海水域進行了額外的90分鐘的準備游泳測試 ， 以測試控制系統、通信和視頻錄制 。 所有這些測試都評估了機器魚仿生驅動的有效性 ， 以及用于遠程控制的聲學通信接口的可用性 。
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