科学家在日内瓦湖测试了他们的空中水中飞行机器人，证明它有足够的速度和动力用翅膀从水中飞起来。拉斐尔·祖弗雷（Raphael Zufferey）隐藏了标题，切换标题。麻省理工学院的机械工程师拉斐尔·祖弗雷的实验室里有一个装满明亮青绿色水的大水槽，一排可以产生强风的风扇，以及随处可见的小飞行机器人。这里的明星是这些机器人，它们的灵感来自潜水海鸟，如大西洋海雀，它们利用翅膀既能飞又能游泳。祖弗雷表示：“这些海雀解决了在空气和水中移动这一非常具有挑战性的任务，尽管密度差异巨大。”他和他的同事想看看能否制造出一种鸟形机器人，可以在这两种介质中移动并进行转换。这是以前没有人做过的事情。拉斐尔·祖弗雷（Raphael Zufferey）是麻省理工学院项目的一位领导者，旨在创造这种新的机器人。阿里·丹尼尔（Ari Daniel）/NPR 隐藏标题，切换标题。周四，他们在《科学》杂志上发表了一篇论文，描述了这种空中水中机器人的工程设计。它的重量约为半磅，翼展从尖端到尖端的长度接近三英尺。“这是一个美丽的机器人，”俄勒冈州波特兰大学的动物运动生物学家格伦娜·克里夫顿（Glenna Clifton）说道，她与机器人专家合作，但未参与此研究项目。她表示，该机器人提供了对潜水鸟飞行生物学独特性质的见解。它还有许多潜在的应用，包括观察沿海海洋和监测远程珊瑚礁。该机器人可以飞到珊瑚礁，或者像鲸鱼群或藻华这样的其他东西，然后对水进行取样和数据收集。这种生物启发型机器人是对自然和工程都进行学习的沃土。克里夫顿表示：“生物学启发了机器人技术，但机器人技术也用于理解生物学。” 设计新型机器人。创造这个机器人花了两年时间。“想到一个可以在[空气和水]中都运行得比较有效的翅膀似乎不切实际，”祖弗雷回忆道。但是他和他的同事们并没有气馁。他们将机器人的整体体型设计基于一种潜水鸟，但做了一些关键的调整。工程师们研究了海雀潜水、游泳和飞行的方式，以及在空气和水之间的运动。拉斐尔·祖弗雷（Raphael Zufferey）隐藏了标题，切换标题。首先，他们决定不包括任何腿，因为在机器人技术中，腿的构建、控制和实现所需运动非常棘手。“相反，我们想，‘我们能否仅仅通过翅膀从水中直接飞到空中？’”祖弗雷说。其次，研究团队没有决定使这些翅膀可折叠，因为许多潜水鸟的翅膀是可折叠的。祖弗雷说：“那会太复杂，你需要添加关节，需要添加电机。因此我们依赖翅膀的灵活性。”他举起了最终的机器人。它造型优雅。中央机身容纳着电动机和电池，完全敞开，意味着其电子部件可见。“因此水会淹没整个系统，”祖弗雷解释道。“你必须单独为每一个组件进行防水处理。”这样的设计使得机器人足够轻以便轻松飞行，并且具有中性浮力，这意味着它不会浮到水面或沉到底部。它恰好停在水中。该机器人有一个尾巴帮助它飞行。翅膀由透明尼龙织物制成，且加强了碳纤维支架。祖弗雷手持机器人的机身，翅膀上下快速而清晰地扇动。“你能真切感受到力量，”他说。该机器人每秒拍打五到六次以保持飞行。然而，要离开水面并推动自己进入空中，它必须每秒移动翅膀十次以产生足够的速度和推力。大多数潜水鸟仅靠翅膀无法产生如此能力，因此它们通过用腿在水面上奔跑来起飞。（翠鸟是个例外，但它是一种特别轻的鸟，祖弗雷说。） “一个里程碑式的步骤。”祖弗雷呼叫出一段他和他的同事们在瑞士日内瓦湖拍摄的视频。远处高耸的阿尔卑斯山，水面平静。在机器人从水中爆发而出并升入空中之前，有最轻微的涟漪——这一切都在不到一秒钟的时间内完成。它的声音实际上像是鸟儿起飞。研究人员计算了最佳起飞角度和翅膀大小。他们估计，在一次充电后，该机器人可以飞行不到四英里或游泳超过一英里，“这比冲刺三项全能的跑步和游泳部分要长，”克里夫顿指出。她对机器人整体印象深刻。“它轻巧而强大，是在两种性能上迈出的一个里程碑式的步骤。”