“子非鱼，安知鱼之乐”——从鱼的视角“看”世界

庄子与惠子的“子非鱼，安知鱼之乐？”“子非我，安知我不知鱼之乐？”相争持续了两千年，那么“鱼之乐”是怎么样的呢？鱼又是怎样“看世界”的呢？

原来鱼具有特殊的皮肤感受器——侧线，主要分布在头部的眼眶上下部还有鱼体两侧（图1 a），由鳞片上的孔结构、充满粘液的侧线管以及感觉器神经丘组成。当鱼在水中下潜或者水流速度发生变化时，水压能够通过侧线管上方鱼鳞片的孔洞结构传递到侧线管中的粘液（图1 b），并进一步通过浸润在粘液中的神经丘（图1 c）传递到神经中枢。这样，鱼就能“看”到周围水深还有水流速度。

图1.a)鱼侧线的主要位置（图片来源于网络）；b)鱼侧线感知机理图；c）侧线管内神经元结构示意图

随着对水下世界的探索，基于柔性传感材料的水下传感器被广泛研究。然而，水环境对传感器传感性能的负面影响仍然存在，且基于柔性传感材料的水下传感器的水下深度探测范围有限。因此，设计一种具有柔性、环境稳定性、水下宽范围深度检测与振动感知能力的传感器具有重要意义。

受鱼侧线传感器启发，中国科学院宁波材料技术与工程研究所智能高分子材料团队设计了一种结构与机理都与侧线传感器相似的水下传感器（LUMS），帮助我们探索水下深度、感知水下环境。该传感器由石墨烯/Ecoflex复合薄膜、PET塑料模具、电极及导线四部分构成（图2），总高度为27 mm，最大直径为56 mm，单个传感器成本不超过5元。

图2. 仿鱼侧线水下机械传感器实物照片