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海鳥機器人來了!MIT 研發微型兩棲機器人,不到一秒切換水空介質

事件總覽: 從一隻靈感來自潛水海鳥的微型機器人,到如今在日內瓦湖的成功測試,MIT 科研團隊的這項創新設計正在改變我們對機器人技術的理解。

📅 2023年09月:MIT 發佈微型兩棲機器人

美國麻省理工學院(MIT)的科研團隊近日成功研發出一款以潛水海鳥為靈感的「微型兩棲機器人」。這款機器鳥最重大的突破在於,它能使用同一套機翼在空中翱翔與在水下前行,且在水空介質切換時,完全不需要搭載任何額外的機械結構或多餘硬體。

在此之前,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,幾乎被視為不可能的任務。然而,MIT 機械工程師 Raphael Zufferey 的研究團隊成功突破了這一難題。

📅 2023年10月:公開技術細節

這款兩棲機器人重量僅約 0.23 公斤,翼展將近 0.9 公尺。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。

其次,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。

📅 2023年11月:日內瓦湖實測成功

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。

至今影響與未來展望

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。目前該機器鳥單次充電可飛行約 6.4 公里,或在水下前行約 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。

從產業面來看,這款微型兩棲機器人的成功研發,不僅開拓了機器人技術的新領域,也為環境監測和生態研究提供了新的工具。隨著技術的進一步成熟,我們可以預期更多類似的創新應用將陸續問世,助力於保護我們脆弱的海洋生態。

如果你對這項技術感興趣,不妨關注相關的研究進展,甚至考慮參與其中。這不僅是一次科技的突破,更是對我們未來生活的一次重要影響。

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

這款微型兩棲機器人有哪些主要特點?

這款微型兩棲機器人主要特點包括:使用同一套機翼在空中翱翔與在水下前行,無需額外機械結構,重量僅約 0.23 公斤,翼展將近 0.9 公尺。

這款機器人如何實現水空介質切換?

這款機器人通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,且機翼採用靈活材料,可在空中每秒拍動 5 至 6 次,在水中每秒拍動 10 次。

這款機器人的實際應用有哪些?

這款機器人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。

※ 此篇文章由 AI 改寫或生成,內容僅供參考,可能存在錯誤或不準確之處。