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通过平均两次频响测试的结果估计PID控制器的增益 。 在每次试验开始之前 ， 机器人的重量被调整到一个理想的基线深度的中性浮力 。 然后要求的深度值作为一个阶跃函数 。 一旦设定的深度在10%的误差范围内保持4秒 ， 就会要求下一个深度级别 。 机器人的微控制器通过读取压力传感器连续记录深度 。 每次测试都从不同的深度开始 ， 以研究不同的基线 。 科研团队测量了深度 ， 速度 ， 占空比和误差 。
科学家设计了一个紧凑的单向声通信调制解调器 ， 使机器鱼支持远程控制操作 。 潜水员接口模块包含发射器 ， 允许潜水员发出命令 ， 而接收器被嵌入机器鱼的头部 。 紧凑的体积限制使得现有的水下调制解调器设计无法适应 。 因此 ， 研究人员实现了一种新的低功耗、低成本、软件定义的声学调制解调器 。 声波调制解调器的发射器安装在潜水员接口模块中 ， 该模块包含一个充满油的刚性外壳 ， 在一个表面上有一个透明的柔性膜 。
【机器人|机器人的微控制器，通过读取压力传感器来连续记录深度】
这种薄膜是一种软铸模硅橡胶 ， 在外壳内保留不导电的矿物油 ， 并允许水下压力均衡 。 薄膜的灵活性和模制形状允许潜水员在选择理想的鱼状态时按下模块内的控制按钮 。 这些命令由树莓派单板机通过通用串行总线读取 ， 并被编码为特定序列的超声波声学音调 ， 然后由数模转换器转换为音频信号 。 模拟信号通过G类差分音频放大器放大 ， 然后通过一个升压变压器阻抗匹配到输出陶瓷传感器 。
调制和解调都在软件中定义 ， 以实现通用性 ， 促进交替调制协议的实现 。 考虑到设计的约束条件 ， 设计了一种能够在软件上高效实现的、同时对多径效应和多普勒频移具有鲁棒性的调制方案 。 它使用基于脉冲的频移键控和一种计算效率高的软件定义解调方法 ， 利用格策尔算法和一种自定义动态峰值检测算法 。 所选参数支持2048条不同的消息 ， 数据速率为每秒1条消息 ， 速度为20比特/秒 。 进一步的算法细节见 。
所期望的fish状态每秒从控制器传输一次 。 每个指令描述鱼的期望状态 ， 包括尾振荡频率、振荡幅度、俯仰或深度、偏航和视频录制 。 使用带有额外奇偶校验位的汉明编码 ， 这11位被扩展为16位的字 。 这些命令可以用来远程控制鱼 。 科研团队在开阔的海洋中测试了完整的系统 ， 潜水员远程调节鱼的状态 ， 并在复杂的水下环境中导航它到感兴趣的点 。 在3天的时间里进行了6次潜水 ， 探索了斐济塔妙妮的索索莫海峡 。
这个位置提供了许多不同潮汐条件下的珊瑚礁环境 ， 允许在真实世界条件下评估机器鱼 ， 在那里可以研究海洋生物和珊瑚礁生物群落的相互作用 。 机器人在每次潜水过程中进行了约40分钟的连续观测 ， 平均深度为8.1m ， 最大深度为18m ， 控制勘探时间约为240min 。 研究人员在浅海水域进行了额外的90分钟的准备游泳测试 ， 以测试控制系统、通信和视频录制 。 所有这些测试都评估了机器鱼仿生驱动的有效性 ， 以及用于远程控制的声学通信接口的可用性 。
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