扁形蟲啟發的水下機器人透過扭動游泳

新型游泳機器人：靈感來自海洋扁蟲

如果一個機器人要在敏感的水域收集數據，它不應該有會發出嗡嗡聲的螺旋槳，這樣會傷害到野生動物或被水草纏住。現在有一種新型機器人解決了這個問題，它的游泳方式受到扁蟲的啟發。

雖然海洋扁蟲通常待在海床上，但它們可以通過扭動細長的身體在水中游泳。扁蟲的身體前端開始產生一系列波浪，這些波浪向後傳遞，推動它向前移動。

瑞士的洛桑聯邦理工學院 (EPFL) 的科學家們現在模仿了這一動作，製作出一種小型無繩機器人，能在水面上向任何方向移動。這個電池驅動的裝置僅重6克，長45毫米，寬55毫米。

它的推進系統包含兩個柔軟的6毫米厚的橡膠膜，這些膜就像胸鰭一樣。每個鰭都連接到自己的電液動作器，這些動作器產生的波浪通過膜傳遞。機器內部的電子控制系統可以為每個動作器提供高達500伏特的電壓，功率僅為500毫瓦。

利用這種設置，機器人能以每秒最高12厘米（約4.7英寸）的速度在水面上滑行。它的效率比扁蟲更高，因為它的鰭擺動速度是扁蟲身體的10倍。而且，除了能向前移動和向兩側轉彎外，如果安裝額外的兩個動作器，這個機器人還能向側面或向後移動。此外，它聲稱不會產生任何馬達噪音。

目前的原型機有光感應器，像簡單的眼睛一樣，讓它能自動跟隨移動的光源。它還能推動比自己重16倍以上的漂浮物體。

更先進版本的機器人可能用於環境監測、污染追蹤和精準農業任務，例如在淹水的稻田中。

前EPFL研究員、現在德國馬克斯·普朗克智能系統研究所的研究小組負責人弗洛里安·哈特曼（Florian Hartmann）表示：「我們的目標是延長操作時間並增強自主性。這個項目所獲得的基本見解不僅會推進仿生機器人的科學，還將為與自然和諧相處的實用生物機器系統奠定基礎。」

這項研究的論文最近發表在《科學機器人學》期刊上。你可以在下面的視頻中看到機器人的實際運作。

如果你想了解更多關於仿生水面游泳機器人的想法，可以看看華盛頓州立大學的水行者機器人 (WaterStrider)。

來源：EPFL