"我們正在努力創建一個類似於波士頓動力的組織，不過是在亞洲！"
提起自己參與研發、並創下吉尼斯世界紀錄的機器魚 SNAPP，該團隊的創始成員之一穆罕默德・薩德・沙希德・安維爾（Muhammad Saad Shahid Anwel，下稱薩德）告訴 DeepTech。
圖 | 快速遊動的 SNAPP（來源：SNAPP 團隊）
SNAPP 由香港大學機械工程系研發，目前還保持著一項於 2020 年創下的吉尼斯世界紀錄：游完 50m 的水下路線只需耗時 22.92 秒，這打破了 "機器人魚最快 50m 游泳" 的記錄。
圖 | SNAPP 獲得相關吉尼斯世界紀錄視頻截圖（來源：香港大學）
這比曾在 2008 年北京奧運會一人獨攬 8 枚金牌、並打破 4 個游泳專案世界紀錄的菲爾普斯還快。 另據悉，該記錄在香港大學霍英東游泳池完成。
圖 | 也可慢速遊動（來源：SNAPP 團隊）
具體來說，相比人類游泳者在國際游泳聯合會（FINA）認可的長距離游泳池中創造的世界紀錄，機器魚超過了男子 50 m 仰泳（24s）和 50 m 蛙泳（25.9s）、女子 50 m 自由泳（23.67s） 、以及 50 m 蝶泳（24.43s）和 50m 仰泳（26.98s）。
圖 | 測試游速（來源：SNAPP 團隊）
該專案的首席研究員、來自香港大學機械工程系的 Timothy Ng 表示：「除了塞薩爾・西埃洛（Cesar Cielo，男子 50 米自由泳 - 50 米池世界紀錄保持者）以外，我們已經超越了大多數奧林匹克游泳運動員，後者在 20.91 秒內游泳 50 米。 ”
因此，SNAPP是迄今為止最快的機器人魚類，其以 2.18 米 / 秒的速度突破了人類游泳所熟知的科學界限。
圖 | SNAPP 的設計圖（來源：SNAPP 團隊）
如上圖所示，SNAPP 採用模組化設計，為的是便於維護、維修和定製。 它的浮力可通過增加身體元件來增加，其防水性能得益於它使用了丙烯酸管和O 型圈。
它還使用 433MHz 低頻無線電，所以能更好地穿透水下信號。 結構上，SNAPP 採用蘇格蘭軛（Scotch Yoke），並使用聚乳酸（PLA）材料，以 3D 列印製作而成，總成本大約 641 美元。
由於使用機械鰭來移動，這不同於常見的螺旋槳工作原理，因此可防止被水下植物纏繞。 此外，它使用鋰離子電池供電，能在水下停留 8 到 12 個小時。
SNAPP 的波動頻率為 4Hz，尺寸為 880 毫米（長）x 75 毫米（寬）x 300 毫米（高），品質為 5 千克，並
由 150W 的電機供電。
它能快速游泳的原因之一，在於魚尾設計的靈活性，如下圖其魚尾就像一個彎月，這種弧度是靈活性的來源之一，並能在水下推動其前進。
圖 | 顏色豔麗的 SNAPP（來源：SNAPP 團隊）
自立項起，共有幾十人參與 SNAPP 研發，並孵化出一個名為 BREED Robotics 的機器人技術團隊，該團隊隸屬於香港大學，團隊主要創始人有 Timothy NG 等人。
圖 | 該團隊的成員（來源：SNAPP 團隊）
港大機械工程系助理教授張富則是該專案的導師，他表示："通過在機器人魚上添加視覺系統和控制演演算法，我們希望我們的魚能夠在水下任務中充當搜索救援機器人的角色。"
研發過程中，該團隊努力在速度、重量、耐用性和可靠性之間尋求平衡，SNAPP 的設計也經歷了翻天覆地的變化。
如下圖所示，五年間，它的魚身和魚尾都經歷了多次反覆運算。最初的魚身是圓柱狀，到最後成為尖銳的橢圓柱狀。
圖 | 魚身的多次反覆運算（來源：香港大學）
魚尾則經歷從弧狀、到"脊椎骨"狀、再到弧狀的反覆運算。
圖 | 魚尾的多次反覆運算（來源：香港大學）
在嘗試使用 「白魚」「肥金槍魚」 和 「黃尾」 等不同原型進行了幾次失敗的嘗試之後，該團隊最終設法將不鏽鋼灌輸到了重量更輕的 3D 列印塑膠中，並開發出了目前版本。
圖 | 給 SNAPP 安裝零件（來源：SNAPP 團隊）
SNAPP 的外形很薄，可以在 0.5 米深的淺水區工作，可以穿過海底岩層，更可以穿過狹窄的裂縫。 由於重量輕，阻力小，它能在 0.8 秒內加速到最大速度，並且可以用尾鰭進行急轉彎。
在 48 伏、5000 毫安培培時的電池説明下，它能以高速間歇性游泳 3 小時，並能在 6 小時內維持 1 米 / 秒的巡航速度。
目前，SNAPP 還具備電氣功能和軟體功能，例如控制器、反饋系統和方向控制系統，未來還將擁有伺服鰭片和水下攝像頭檢測功能。
圖 | SNAPP 尺寸為 880 mm（長）x 75mm（寬）x 300 毫米（高）（來源：SNAPP 團隊）
據悉，該專案最初由一名港大學生發起，2017 年底 Timothy Ng 接任了專案負責人的職務，並將這條魚帶到了目前的創紀錄水準。
談及研發過程，他表示：「最大的挑戰是如何開始創造創紀錄的魚類。 我們選擇複製一條魚的自然運動，這是機器人過去試圖避免的事情，但是我們認為這是一條值得探索的途徑。 ”
持續幾年的付出，也讓該團隊獲得了由港大工程學院譚榮範創新部舉辦的第三屆 InnoShow 的 " InnoShow 獎專案"，以及 "第六屆香港大學生創新與創新獎" 的亞軍（這是由香港新生代文化協會和香港科技園公司舉辦的創業大賽）。
圖 | 外觀可被設計成不同圖案（來源：SNAPP 團隊）
可以 2.3 公尺 / 秒的速度游向溺水者
該機器魚具備搜尋救援、監測水質、以及在水族館提供娛樂的功能。
由於具有較好的水下移動性，並且能在沒有救生員的情況下，提供浮動支撐和拖曳能力。 因此SNAPP 非常適合進行救援和搜索。
圖 | 救生示意圖（來源：SNAPP 團隊）
當與基於人工智慧的視覺系統集成、並使用空中無人機時，它可以形成一個強大的系統，為空襲和水中的受害者提供搜索和營救。
2018 年，為營救被困泰國洞穴的少年足球隊成員，前泰國海軍海豹突擊隊隊員庫南（Saman Kunan）不幸犧牲。 該團隊表示，如果能夠使用SNAPP，這場犧牲本可以避免。
據世衛組織估計，全球每年有32萬人死於溺水。 在 2012-2016 年，香港報告了 193 例意外溺水死亡病例，其中 66% 的死亡事故發生在沒有救生員的情況下。
在示範試驗中，救生員對SNAPP在游泳池中的表現感到驚訝。 他們稱 SNAPP 的快速執行力可以很好地説明挽救生命，因為在溺水情況下，時間就是生命，而 SNAPP 的快速運動能力，正是溺水救援所需要的。
也因此，SNAPP 的常見部署地點是擠滿遊客的海灘，一旦有人出現溺水，在確認掙扎中的受害者身份后，SNAPP可以 2.3 米 / 秒的速度游向現場。 到達後，SNAPP 為受害者提供漂浮支援。
如下圖所示，一旦受害者得到保護，SNAPP 會以巡航速度將受害者拖回岸邊，此外它還能提供足夠的浮力，來支撐一個重達 80 公斤的人漂浮在水面上。
圖 | SNAPP 救援溺水者示意圖（來源：Kevin Lin）
另據悉，它能在沒有救生員的情況下提供浮動支撐和拖曳能力，還可作為潛水夫的 「寵物」，為他們攜帶氧氣罐等重要設備。 當潛水夫陷入水流中，可將他們從水中拉開。
也可解決海洋污染和保護海岸線
在檢測水質方面，該團隊正在研究使用SNAPP，來解決海洋污染和偵察水下垃圾的問題。
圖 | 水下靜止的 SNAPP（來源：SNAPP 團隊）
在海底的 SNAPP，可將其位置傳遞給相關收集器，也可被部署到定期流域中，對水樣進行採集和水質監測，如檢測海底微塑膠等。
同時，大多數海洋尚未為人類所見，SNAPP 還可幫助保護海岸線、以及保護公共海灘免受鯊魚侵害，同時可以監管水域邊界。
圖 | SNAPP 的尾部連接處（來源：SNAPP 團隊）
雖然 SNAPP 還無法與天然魚的遊動速度相提並論，但它模仿了真實魚的運動和輪廓，因此能很好地適應海洋環境。 它的動作步態和真實的魚一樣，發出的聲音很小，可將水下聲污染降至最低。
未來，該團隊通過胸鰭去改進 SNAPP 的俯仰控制和橫搖控制，從而讓其在動蕩的水下環境中更加機動。
此外，他們還將給其增加識別能力和通信設備，以便主動找到受害人。 最後，會通過特別方法，以便在救援時像人工救生員那樣，將失去知覺的受害者抬起來，並把他們帶回安全地點。
德告訴 DeepTech，SNAPP 還在持續更新中，並將於今年九月更新最新技術細節。
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