当大多量东谈主仍聚焦于让机器东谈主承担端茶倒水等务时，来自瑞士联邦理工学院（洛桑，EPFL）、好意思国杜克大学与葡萄牙等理工大学的联团队，已领先诓骗机器东谈主部分替代动物开展生理学现实，旨在入研讨动物神经网罗对各种智能步履的调控机制。
他们的新估量后果 —— 题为《机器鱼开放与间歇拍浮的能与神经畛域（Energy Efficiency and Neural Control of Continuous versus Intermittent Swimming in a Fish-like Robot）》的论文，已发表于顶刊《科学・机器东谈主（Science Robotics）》2026年1月号（图 1）。
图1. 科学· 机器东谈主（Science Robotics）网站截图
论文标题：Energy Efficiency and Neural Control of Continuous versus Intermittent Swimming in a Fish-like Robot.
值得谨防的是，客岁 10 月，该团队另项通过机器鱼仿真估量斑马鱼视觉理解反应（optomotor response）的后果《东谈主用具身神经网罗揭示脊椎动物视觉理解步履的神经架构（Artificial embodied circuits uncover neural architectures of vertebrate visuomotor behaviors）》，也发表于该期刊。
斑马鱼，越来越受宽恕的现实室模式动物
与小白鼠通常，斑马鱼是连年来备受科学域宽恕的模式生物（图 2B）。其幼鱼（larval zebrafish）凭借体魄透明、繁衍才能强等势，成为不雅测神经元行动与步履及时关联的理念念活体模子。
论文作家Xiangxiao Liu（刘祥骁）在估量中指出：受时代肆意，面前及改日极端长段时候内，科研东谈主员仍法在活体斑马鱼幼鱼行动状况下，对其神经回路进行的创建、改变与不雅测；同期，动物现实中难以调控动物步履以契现实需求。
仿期望器东谈主现实偶合填补了这空缺：估量者可通过编程构建斑马鱼神经网罗模子，对模子进行改变与对比分析，从而在可控环境中考证神经环路与理解阐扬的因果联系。
此外阿勒泰光面钢绞线，在机器鱼（图 2A、图 2C）或机器鱼仿真（数字孪生）系统中开展现实，不仅不受伦理管制，且老本远低于传统动物现实。这种 “活体现实难以终了，机器东谈主现实可行且势权臣” 的特色，正动神经科学从关联不雅察向机制解析进步。
图2. A和C： 仿斑马鱼机器鱼ZBot（larval zebrafish inspired robot）像片；B:斑马鱼幼鱼（larval zebrafish）像片（Guillaume Valentin, EPFL提供）。
“核心模式发生器（CPGs）+ 算作门（bout gate）”：
运行仿斑马鱼间歇拍浮
理解才能是动物多量步履（如捕食、避险等）的基础，因此研讨动物步履的前提是解析其理解机制。EPFL 机器东谈主团队与杜克大学生物团队联袂作，基于斑马鱼神经网罗的关联估量后果，构建了套以核心模式发生器（central pattern generators, CPGs）+ 算作门（bout gate）为核心的斑马鱼幼鱼间歇拍浮模子。
天津市瑞通预应力钢绞线有限公司同期，EPFL 团队研发了师法斑马鱼幼鱼款式的机器鱼 ZBot（larval zebrafish inspired robot）。该模子运行的 ZBot 不仅能复现斑马鱼幼鱼的 “慢速直行 2（slow 2，1）” 与 “老例转向（routine turn）” 拍浮步履（图 3），令东谈主惊喜的是，通过调遣理解神经元（motor neuron）输出增益等参数，还可模拟出 J 型转向（J-turn）、接近拍浮（approach swim）等多种拍浮步态。
图3. 机器鱼ZBot复现斑马鱼幼鱼的拍浮阐扬。
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1. 机器鱼开放型拍浮和间歇拍浮。
流体粘度影响理解位移，
对转向险些喧阗
水中生物体型各异大，从体长可达 30 米的蓝鲸到仅 4 毫米的斑马鱼幼鱼，预应力钢绞线其拍浮所处的流膂力学环境迥然相异。体型较大的鱼类拍浮时雷诺数较，惯力起主作用；而斑马鱼幼鱼等袖珍水生生物处于低雷诺数区间，黏力占主。
为厘清不同雷诺数下的理解机制各异，估量者利用 “雷诺数与特征长度成正比、与流体粘度（viscosity）成反比” 的物理旨趣，对 ZBot 在不同粘度流体环境中进行参数化测试，测试介质包括潜入水（粘度 = 1）、中粘度流体（粘度 = 213.9 cP）及粘度流体（粘度 = 457.0 cP）。
现实终结露馅：跟着流体粘度升，ZBot 的进率权臣下落，在粘度流体中的位移仅为潜入水中的约三十分之（2），但此时其理解轨迹与斑马鱼幼鱼在低雷诺数环境下的着实游动模式发面对。
令东谈主不测的是，粘度流体（低雷诺数）对转向险些影响—— 举例，ZBot 在潜入水中完成次转向算作（turning bout）的转向角度约为 60 度，在粘度流体中仍可达约 45 度。
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间歇理解被普遍以为能普及动物理解的能量率，传统不雅点以为其核心原因是鱼类滑行时体魄保执直线，可减小水的阻力。而该估量团队暴戾了全新猜念念：间歇拍浮能使运行器（或动物肌肉）长期处于的责任区间，进而普及全体能。
为考证这猜念念，估量东谈主员先对比了生物肌肉与现实所用伺服电机的“负载 - 率” 特，发现二者均呈现倒 U 型率弧线 —— 中等负载时率达到峰值，过载或轻载时率则急剧下落；随后，通过测量电机负载状况并预计率，阐明 ZBot 在间歇拍浮模式下，以疏导速率理解时，电机率及综能均于开放拍浮模式。不外，受限于间歇拍浮的占空比（limited duty factor），其大速率法达到开放拍浮模式的水平。这时局在潜入水及两种粘度流体中均普遍存在。
该估量通过对机器鱼的系统现实，隐私借助“机器东谈主现实” 相较于 “动物现实” 的特势，揭示了单纯依靠动物现实难以探明的层机制。这不仅化了东谈主类对生物理解步履及理解机理的通晓，为机器鱼畛域战略提供了新法：中低速巡航场景下，先秉承间歇式运行以大化能；速活泼任务中，则切换至开放运行模式以保险反应速率与位移才能。
本篇论文的作家为Xiangxiao Liu（刘祥骁）阿勒泰光面钢绞线，本科毕业于东南大学自动化学院，硕士和博士毕业于日本大阪大学，就读时代获日本学术振兴会（JSPS DC1）资助，后续于瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）开展博士后估量责任。
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