當這隻「微型兩棲機器鳥」在瑞士日內瓦湖破水飛出的那一刻，現場的科研人員都屏息以待。這款由美國麻省理工學院（MIT）的機械工程師 Raphael Zufferey 研究團隊開發的機器鳥，不僅能在空中翱翔，還能在水下前行，且在介質切換時，完全不需要額外的機械結構或多餘硬體。
表象：一隻能飛能潛的機器鳥
這款機器鳥的重量僅約 0.23 公斤，翼展將近 0.9 公尺。它的最大突破在於，使用同一套機翼在空中翱翔與在水下前行，且在不到一秒的時間內即可實現從水下到空中的跨界躍遷。這項研究成果已發表於國際頂尖期刊《科學》（Science）。
真相：自然靈感的極致減法設計
在自然界中，海鸚（Puffin）等潛水海鳥能完美適應空氣與水流這兩種物理特性截然不同的介質。Zufferey 表示，從機器工程學的角度出發，要在兼顧極輕重量的前提下，設計出一套在水空兩端都能保持高效率的機翼，過去幾乎被視為不可能的任務。
為了降低機械複雜度，團隊在結構上做了極致的減法。自然界的海鳥在起飛時往往需要靠雙腳在水面蹬踏蓄力，但這會增加伺服馬達的重量。團隊改為透過最佳化機翼的拍打頻率，直接靠機翼自身的推力破水而出。
“我們的設計靈感來自於海鳥，尤其是它們如何利用機翼在空中和水下高效移動。通過最佳化機翼的拍打頻率，我們實現了前所未有的能效轉換。” —— Raphael Zufferey
各方角力：工程突破與應用前景
這款兩棲機器人的機翼並未使用繁瑣的折疊關節，而是藉由提升材料的靈活性來解決阻力問題。機翼採用半透明的尼龍織物搭配碳纖維支架加固，具有極佳的柔韌性。在空中飛行時，機翼每秒拍動 5 至 6 次；而當需要從水中飛起時，馬達會將拍動頻率瞬間拉升至每秒 10 次，產生強大的破水升力。
波特蘭大學動物運動學專家 Glenna Clifton 對此讚譽有加，認為這款機器人不僅是工程學的突破，更是一個極佳的科學工具，有助於人類理解海鳥的生物動力學。
“這款機器鳥的設計不僅解決了技術上的難題，還為我們提供了全新的方式來研究海洋生態。” —— Glenna Clifton
深層影響：監測海洋生態的新利器
除了機翼外，這款機器鳥的機身設計也十分奇特。它採用了完全開放式的骨架設計，內部線路直接暴露。研究人員並非將整個機身做防水密封，而是對每一個電子零部件單獨進行奈米級防水塗層處理。
Zufferey 解釋，這種開放式設計能讓水流自由充滿整個機架，不僅大幅減輕了起飛時的積水負擔，還能在水下提供自然的中性浮力，防止機器人在水流中盲目漂移或快速下沉。
在瑞士日內瓦湖進行的實地測試中，這款兩棲機器人展現了令人驚嘆的效能：水面僅激起微弱的波紋，機器人便在不到一秒的時間內破水飛出，直接轉入平穩的空中飛行。
“這款機器鳥的實測效果超乎我們的預期，它不僅能在空中飛行約 6.4 公里，還能在水下前行約 1.6 公里，未來非常適合用於監測沿海生態、追蹤藻華爆發以及進行海洋生物的無感觀測。” —— Raphael Zufferey
未解之問：未來的研究方向
這款兩棲機器人的成功研發，為未來的海洋監測技術開拓了新的可能性。然而，仍有一些未解之問需要進一步探索。例如，如何提高機器鳥的續航能力，使其能夠在更廣闊的海域執行任務？如何進一步優化其在複雜環境下的穩定性？這些問題將成為未來研究的重要方向。
從產業面來看，這款兩棲機器鳥的應用前景廣闊，不僅可以幫助科學家更好地了解海洋生態，還有可能在環境監測、災害救援等領域發揮重要作用。隨著技術的不斷進步，相信這款機器鳥將成為未來海洋科技的一個重要里程碑。
如果你對海洋生態監測有興趣，不妨關注這款兩棲機器鳥的最新進展，或許它將為我們帶來更多驚喜。
本文改寫整理自公開新聞來源，原始報導由T客邦發布。
常見問題 FAQ
這款機器鳥的主要突破是什麼？
這款機器鳥的主要突破在於它能使用同一套機翼在空中翱翔與在水下前行，且在不到一秒的時間內即可實現從水下到空中的跨界躍遷，完全不需要額外的機械結構或多餘硬體。
這款機器鳥的設計靈感來自哪裡？
這款機器鳥的設計靈感來自於自然界的海鳥，尤其是它們如何利用機翼在空中和水下高效移動。
這款機器鳥的應用前景有哪些？
這款機器鳥未來非常適合用於監測沿海生態、追蹤藻華爆發以及進行海洋生物的無感觀測。
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