北京
想象一下這個場景：你是一名海洋研究者，想近距離觀察那片80%仍未被探索的深海。你開車到海邊，從后備箱里取出一個帶翅膀的機器人，往空中一拋，它就飛了起來。接著，當它抵達你想要測量的那片海域時，它一頭扎進海浪之下——這才是真正精彩的部分。
這個畫面目前還無法實現，但我們離它又近了一大步。來自麻省理工學院和瑞士洛桑聯邦理工學院的工程師團隊，研發出一種“撲翼式空水兩棲載具”（簡稱FAAV），相關研究已發表于《科學》雜志。
團隊的研究靈感，來自自然界中超過100種既能飛行又能游泳的鳥類，比如潛鳥、海鷗、海鸚和鹱。這款機器人的重量不到半磅，而且全身疏水，這兩項特性讓它能在空中與水下兩種狀態之間來回切換。
“要讓這種切換成功運轉，你需要做一些適應性調整。但自然界里其實已經有現成的解法了。”論文作者、來自麻省理工學院的拉斐爾·祖弗雷在一份聲明中說，“像海鸚這樣的鳥，能以極快的速度在空中飛行，又能潛入水中以每秒3米的速度游動。它們能做到相當了不起的事情。所以我們知道這是可行的，只是此前沒人把這套原理放進一個可移動的機器人系統里試過。”
水比空氣的密度大約高出1000倍，而潛鳥們自有應對之策，讓它們在兩種介質中都能高效移動。首先，它們入水后會收起翅膀；其次，它們拍打翅膀的頻率也會隨之減慢。工程師在設計FAAV時，并未給翅膀加入折疊機制，而是賦予其一定的柔韌性，讓它能根據需要切換拍打頻率。
這款機器人的機身由電機、電池和曲軸構成，曲軸上連接著可動尾翼，以及由薄膜制成的翅膀——這些翅膀還能按不同尺寸進行更換。
在實驗室測試和日內瓦湖的實地實驗中，研究團隊發現：只要FAAV以超過70度的角度沖出水面，它就能重返空中。這是此前沒有任何機器人實現過的壯舉。
不過，前面還有大量工作要做——目前這款機器人只能完成“從水到空”的單向過渡，反過來還不行。但研究人員已經有了一個可靠的原型，能以此為起點做更深入的研究。或許在將來，它真的能變成科學家手中一臺便攜設備，隨手就能從岸邊或船甲板上發射升空。
“海洋科學面臨的一個主要挑戰，就是如何高頻次、多地點地采集數據，而這正是這款機器人未來可以做到的事。”祖弗雷說。說到底，一切奧秘，都藏在翅膀的設計里。
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