麻省理工学院研发海空两栖新机械鸟 零附加硬件实现一秒水面起飞

在日内瓦湖进行的实地测试中，该机械人展示出了惊人的机能。视频记录显示，水面仅仅泛起一丝微弱的波纹，机械人便在不足一秒的时光内破水而出，直接腾空飞翔。

这项研究成果揭橥在《科学》（Science）杂志上，出自麻省理工学院机械工程师拉斐尔·祖菲雷（Raphael Zufferey）的实验室。在天然界中，诸如海鹦等潜水海鸟固然面对的是空气和水这两种物理特点截然不合的介质，却能完美兼顾飞翔与泅水。祖菲雷表示，从工程学角度来看，设计一套能同时在空气和水中保持高效运作的机翼在以前似乎是弗成思议的。

这款立异型两栖机械人的重量仅约半磅（约合0.23公斤），翼展接近三英尺（约合0.9米）。为了避免增长不须要的机械复杂性，研发团队在设计上做出了大年夜胆的减法。起首，该机械人完全舍弃了双腿构造。天然界中的海鸟往往须要依附双脚蹬水来帮助起飞，但对于机械人而言，增长双腿意味着更为复杂的机械挑衅。团队是以决定直接应用机翼产生的动力让机械人从水中腾空而起。

除了机翼，该机械人的机身构造同样独特。它的中间构造采取了开放式设计，内部组件直接裸露在外。研究团队并没有对全部体系进行整体密封，而是对每一个零部件进行了零丁的防水处理。祖菲雷解释说，这种设计许可水流充斥全部体系，不仅可以让机械人保持足够轻巧的体量以利于飞翔，还能在水下保持中性浮力，使其不会在水中盲目漂移或下沉。

其次，在机翼设计上它也与真正的海鸟有所不合。很多潜水鸟类在潜水时会折叠羽翼，为了避免引入更多的关节和电念头，研究人员转而经由过程进步机翼的灵活性来解决这一难题。该机械人的机翼由半透明的尼龙织物制成，并配有碳纤维支柱进行加固，这种材料组合付与了机翼足够的韧性，使其能同时适应空气和水流的阻力。在空中飞翔时，它的机翼每秒可持续拍动五到六次；而为了冲出水面，机械人会将拍动频率刹时晋升至每秒十次阁下，以产生足够的破水动力。

波特兰大年夜学的动物活动生物学家格伦娜·克利夫顿（Glenna Clifton）固然未介入该项目，但她对这一成果赐与了高度评价。克利夫顿认为，这款机械人不仅是一项出色的工程成就，更是一个宝贵的科学研究对象，它完美诠释了生物学若何启发机械人技巧，而机械人技巧又反过来赞助人类进一步懂得生物运念头理。

关于将来的应用前景，研究团队表示，该技巧在实际场景中大年夜有可为。一个可以或许自行飞往遥远海域、降低并潜入水中采集数据的机械人，对于监测沿海情况（如追踪藻华爆发、不雅察海洋生物或研究海岸线演变）将具有极高的实用价值。

今朝，该机械人在单次充电下估计可飞翔近四英里（约合6.4公里），或在水下畅游一英里多（约合1.6公里）。克利夫顿指出，在兼顾两种极端情况的同时还能保持如斯出色的机能，并在两者间自由切换，这无疑是海空跨介质机械人范畴迈出的具有里程碑意义的一步。

该项目标研发历时约两年。据悉，团队今朝已经在着手进行进级改进，将来的版本估计将搭载更多用于数据采集的专业传感器，并进一步优化其活动算法。