水下环境非常复杂，在没有光线深海区域，水下生物视觉部分或者全部丧失作用。在这种环境下，鱼类利用侧线系统来感知水流的压强和水动力信息，基于这种仿生学机制，开展了机器鱼人工侧线系统的设计和环境感知研究。以仿生机器鱼为载体，基于自然界真鱼的侧线分布，设计了一种新型人工侧线系统，并针对机器鱼在水中运动时水中环境进行了感知研究。本文的主要研究成果如下：第一，通过对机器鱼开发的研究与感知技术的分析，以自然界中盒子鱼为仿生对象，参与了新型仿生自主式机器鱼的开发研究工作。以仿生自主式机器鱼为载体，设计了新型人工侧线系统。针对侧线系统设计要求，完成了人工侧线系统方案的实现和论证，软硬件的安装和调试，以及后期的实验验证和维护修理工作。第二，利用所设计的新型人工侧线系统开展了水下环境的感知研究，针对现有的机器鱼测速方法，提出了一种基于压力传感器来测量机器鱼游动速度的方法，建立了压强和机器鱼游速之间的关系模型，利于机器鱼在广阔水域中的速度测量，为机器鱼测速提供了一种新方法。第三，运用人工侧线系统的感知功能，实现了其对机器鱼在不同运动模式下的周围压强变化进行感知。模式识别算法的提出对机器鱼不同模式下周围的压强信息进行识别，从而判断出机器鱼的运动模态，便于机器鱼采取快速控制。