Derek Paley是馬里蘭大學航空航天工程系和系統研究所的教授，曾于1997年獲得耶魯大學應用物理學士學位和博士學位，在普林斯頓大學獲得機械和航空航天工程學士學位。他的研究包括非線性動力學和控制領域，包括自動駕駛車輛的協同控制，移動網絡的自適應采樣以及生物集體的空間建模。

今年3月5日，Derek Paley教授在美國知名公共電臺On the Record節目上擔任了嘉賓，并發表了一個主題為“受大自然啟發的技術”（Inspired by Nature）的演講。其內容探討了研究人員如何將昆蟲，鳥類，魚類和一些動物的能力結合起來來改善機器人。

上面介紹的是Derek Paley教授在他的集體動力學和控制實驗室中測試的原型機器人“魚”。

Derek Paley教授希望自主水下航行器具有與魚類相同的能力。因此他與UMD工程學院的研究生和本科研究員們一起研發了這個類魚機器人，希望幫助工程師在自動機器人的背景下探索魚類傳感和推進力。

此外，Paley教授正在研究如何將這個機器魚做得更逼真并能夠對其他魚類產生的漩渦做出反應。他計劃在未來打造更多的機器魚，以創建一個完整的系統。

關于這項研究，Paley教授表達了科學家為什么要向自然尋找答案。他說：自他還是個孩子起，他就被魚群能夠作為一個有凝聚力的群體而流動所吸引，他認為這個群體看起來像是一個有機體。Paley教授還將這種長期的靈感來源應用在了自動駕駛汽車的協同外部傳感器中。

通過側線感，這條機器魚可以感知附近水流的方向和速度、捕食者以及其他障礙物。關于魚的推進系統，Paley教授認為拍打可能比使用螺旋槳更有效。

魚類，作為自然界最早出現的脊椎動物，經過億萬年的自然選擇，進化出了非凡的水中運動能力，魚類的游泳技巧遠高于人類現有的航海科技。和普通的水下推進器相比，魚類的游動具有推進效率高、機動性能好、隱蔽性能好等優點。魚類的高效率與其完善的流體性能有關，其通過尾鰭的擺動能消除螺旋槳產生的與推進方向垂直的渦流，產生與推進方向一致的渦流，并且整理尾流，使其具有更加理想的流體力學性能，從而提高效率。

有試驗表明機器魚的推進效率比常規水下設備高30%以上。采用機器魚作為水下機械可大大節省能量，提高能源利用效率，從而提高了水下作業時間和作業范圍。

上圖是Festo研發的仿生機器魚BionicFinWave，仿的是一種運用縱鰭游動的海扁蟲。這只仿生機器魚和靠擺動尾鰭游動的普通機器魚不同，它靠身體兩側的硅膠肉鰭產生波浪，借此推動身軀。通過這種鰭片起伏運動，仿生魚BionicFinWave可以控制自身運動。

BionicFinWave身上有兩個伺服電機，兩個相鄰的曲軸將動力傳遞至杠桿，使兩個鰭片能夠單獨移動。以這種方式，它們可以產生不同的波形，特別適合于慢速和精確運動，并且相比傳統的螺旋傳動器所攪拌的水量更少，更加節能。

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