是鸟？是飞机？不，是一只机器海鹦！

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摘要

MIT 和 EPFL 的工程师们设计出一款重量不到 300 克的轻型扑翼空中-水下飞行器（FAAV），它既能在水下游泳，又能飞行。该机器人采用疏水涂层柔性机翼和可转向尾部，能够在两种介质之间平稳切换，有望开创用于海洋探索和采样的新一代无人机。

<p class="wp-block-paragraph">水的密度是空气的 1000 倍，穿越这两种介质似乎需要截然不同的力学机制——人们通常会这么认为。然而，海鸥和海鹦等鸟类却能一头扎入海中，在水下游泳，再跃出水面飞向天空。如今，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）与麻省理工学院（MIT）的工程师们设计出了一款同样具备这种能力的机器人。</p> <p class="wp-block-paragraph">这款“扑翼式空中-水下飞行器”（flapping-wing aerial-aquatic vehicle，简称 FAAV）重量不到 300 克（约半磅），配备一个中央机身、两片柔性机翼和一个可转向尾部。机身内装有电池和防水电动机，电动机驱动曲轴，带动机翼以预设频率上下扑动。机翼由涂覆了疏水纳米颗粒的薄膜制成，有助于甩脱水分。尾部采用电机驱动，可通过改变角度帮助机器人上升或下潜。</p> <p class="wp-block-paragraph">在水槽和日内瓦湖进行的实验中，由 MIT 机械工程系助理教授 Raphael Zufferey 带领的团队找到了机翼尺寸、扑翼频率和尾部角度的最佳组合，使机器人能够从游泳平稳过渡到飞行。</p> <p class="wp-block-paragraph">效果最好的是中等尺寸的机翼：它足够柔性，可以减小在水中的扑翼幅度；又足够坚固，能让机器人在空中保持飞行。其飞行速度和扑翼频率与真实鸟类相近，而 70 度的俯仰角——一个相对较陡的角度——则让机器人得以从水中跃入空中。有趣的是，尽管许多潜水鸟类会通过划水来帮助自己从水面起飞，但团队发现这款机器人根本不需要“脚”。</p> <p class="wp-block-paragraph">工程师们的成果有望为新一代无人机和飞行器铺平道路，使其能够飞抵传统船只难以安全进入的水域进行探测和采样。</p> <p class="wp-block-paragraph">“我们梦想的愿景是，海洋学家、海洋生物学家以及沿海社区的居民可以从船上或岸边发射这款机器人，让它飞到目标区域附近，比如冰山、港口设施或鲸群上空，”Zufferey 说道。“它会潜入水中进行测量或采集样本，然后飞回来以远低于传统方法的成本交付数据，接着再出发进行下一次潜水作业。”</p> <figure class="wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-block-embed-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio"><div class="wp-block-embed__wrapper"> <iframe title="Puffin-Inspired Robot that Swims and Flies" width="500" height="281" src="https://www.youtube.com/embed/9XJhrKpcBGI?feature=oembed" frameborder="0" allow="accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share" referrerpolicy="strict-origin-when-cross-origin" allowfullscreen></iframe> </div></figure> <p class="wp-block-paragraph">研究人员目前正在尝试设计既能旋转又能扑动的机翼。他们还将在湍流条件下测试机器人的性能，例如在波涛汹涌的水面游泳以及在强风中飞行。随后，他们希望将这款飞行器投入使用，帮助解答海洋科学中的诸多问题。</p> <p class="wp-block-paragraph">“海洋科学的一大挑战是如何高频次、跨区域地采集数据，而这正是这款机器人未来能够做到的事情，”Zufferey 说。“你不仅可以每周发射一次，甚至可以每小时发射一次。它可以高速飞出，潜入水中，再飞回来交付数据，然后再次出发，如此反复多次。”</p>
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缓存时间: 2026/10/21 06:20

# 是鸟，是飞机……是一只机器海鹦？ Source: https://www.technologyreview.com/2026/10/20/1145205/its-a-bird-its-a-plane-its-a-robo-puffin MIT 工程师设计的这款既能游泳又能飞行的机器人，可能催生出一类全新的海洋探索飞行器。 机器人飞越水面 RAPHAEL ZUFFEREY 水的密度是空气的 1000 倍，穿越这两种介质需要截然不同的力学原理——人们通常会这样想。然而，海鸥和海鹦等鸟类可以一头扎入大海，在水下游泳，再跃回空中展翅飞翔。如今，来自 MIT 和瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的工程师们也设计出了一款能做到同样事情的机器人。 这款"扑翼式水空两栖飞行器"（FAAV）重量不到 300 克（约半磅），配备中央机身、两翼柔性翅膀和一个可操控尾翼。机身内装有一块电池和一台防水电机，电机驱动曲轴，使翅膀以预设频率上下扑动。翅膀由薄膜制成，表面涂覆疏水纳米颗粒，有助于排开水滴。尾翼则由电机驱动，可以调整角度，帮助机器人上升或俯冲下潜。 在日内瓦湖及水箱中开展的实验中，由 MIT 机械工程助理教授 Raphael Zufferey 领导的团队，找到了翅膀尺寸、扑动频率和尾翼角度的最佳组合，使机器人能够从游泳平滑地过渡到飞行。 最佳结果出现在中等尺寸的翅膀上——它们在水中足够柔韧，可以减小扑动幅度；在空中又足够坚硬，能够支撑机器人升空。其飞行速度和扑动频率与真实鸟类相近，而 70 度的仰角——一个相对较陡的角度——让机器人得以从水面一跃而起冲入空中。有趣的是，尽管许多潜水鸟类会用脚蹼划水来帮助起飞，但研究团队发现这款机器人根本不需要"脚"。 工程师们的研究成果有望为一类新型无人机和飞行器铺平道路，使它们能够飞赴传统船只无法安全到达的危险水域，进行采样作业。 Zufferey 表示："我们梦想中的场景是：海洋学家、海洋生物学家以及沿海社区的居民从船上或岸边释放这款机器人，它会飞到目标区域附近——比如冰山、港口设施或鲸群上方——然后潜入水中进行测量或采集样本，再飞回来以远低于传统方法的成本交付数据，之后再次出发，重复下潜作业。" 研究人员目前正在设计既能旋转又能扑动的新型翅膀。他们还将在湍流条件下测试机器人的性能，比如在波涛汹涌的水域中游泳和在强风中飞行。之后，他们希望将这款飞行器部署到实际场景中，为海洋科学问题提供答案。 Zufferey 说："海洋科学面临的一大挑战是频繁地在众多地点采集数据，而这正是这款机器人未来能够做到的。你不仅可以每周派它出去一次，甚至可以每小时派一次。它可以高速飞出，潜入水中，飞回交付数据，然后再次出发，一天内反复多次。"

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