研究背景

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研究背景

在自然界中，生物通过物竞天择和长期的自身进化，已对自然界具有高度的适应性。其中，鱼类历经数百万年的自然演化，已进化出了非凡的水中游动能力。正是鱼类在水中自主游弋的完美性，吸引了众多生物学者开展鱼类运动机理的研究，机器人学者则希望能制造出和真鱼一样的人工机器鱼。其将在复杂环境下的水下作业、海洋监测等方面发挥极大的作用。

由于单条仿生机器鱼的游动能力和活动范围有限，对于许多复杂环境下的作业任务，显得无能为力，不能独立完成。因此，多仿生机器鱼协作系统的构建，主要源于两个目的：（1）如何使单条仿生机器鱼获得所必备的“智能”；（2）怎样使多仿生机器鱼经由协调协作的运动方式，高效率、高质量地完成指定的目标任务。鉴于多仿生机器鱼协作系统在军事、环境、资源开发以及工业等领域具有广泛的应用前景，加之国家各科技部门的重视，已引起国内业界对其极大的研究热情。同时，国际上许多著名的大学和公司也纷纷从不同的层次、不同的角度正在对多机器人系统进行广泛的研究和开发.

多仿生机器鱼系统的协调和控制属于群机器人的研究范畴。群机器人研究的兴起源于生物学的启发。群机器人研究是群体智能在多机器人系统中的应用，亦即群机器人是特殊的多机器人系统。群机器人系统由许多无差别的自治机器人组成，具有典型的分布式系统特征。它主要研究能力有限的个体机器人通过交互、协调和控制如何涌现出就单体高智能机器人而言无法比拟的集群智能，并以协调合作方式完成相对复杂的既定任务。然而，多仿生机器鱼协调与控制的研究是机器人学中一个具有挑战性的问题。要将多机器鱼系统应用到察尔汗盐湖矿区生产中，除了要解决运动控制上的诸多问题，机器鱼还须有很高的智能以适应盐湖所处复杂、恶劣的自然环境。

盐湖矿床大多数是多种矿物共（伴）生，液态为主、固液相并存的矿床，具有资源储量大、品位高、类型全、多种元素相共生等突出优点。盐湖内以钾、钠、镁、硼、锂五大类为主体的盐类资源丰富，其中氯化钾、镁盐、氯化锂、钠盐的储量居全国第一。此外，溴、碘、锶、铷、铯、石膏等储量十分可观。晶间卤水含有大量的石盐、钾盐、镁盐和其它盐类。单是它储存的食盐，就足够现今全世界人口吃2000年。晶间卤水基本上属于Na+、K+、Mg2+∥Cl-—H2O 四元水盐体系，将其采集经滩田晒制可得含钠光卤石，进一步对其加工可制得KCl.

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