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扑动的机器人像潜水鸟一样游泳和飞行
图片版权：Raphael Zufferey。作者：Jennifer Chu 潜鸟、海鸥、海雀和海燕是 100 种既能飞又能游泳的鸟类之一。这些潜水鸟可以跳入水中游泳追捕猎物，然后跳回空中飞走。现在，受到这些自然水生飞行员的启发，工程师们 [...]
来源:Robohub图片版权：Raphael Zufferey。
作者：Jennifer Chu
潜鸟、海鸥、海雀和海燕是 100 种既能飞又能游泳的鸟类中的一些。这些潜水鸟可以跳入水中游泳追捕猎物，然后跳回空中飞走。现在，受到这些自然水生飞行员的启发，洛桑联邦理工学院和麻省理工学院的工程师设计了一种机器人，它可以在水下游泳，并能拍出水面继续在空中飞行，就像潜水的鸟一样。
“扑翼空中水上飞行器”（FAAV）重量不到 300 克，旨在帮助科学家研究潜水鸟类在空气和水中飞行的力学原理。该机器人有一个中央身体或机身、两个灵活的扑动翅膀和一个可操纵的尾巴。翅膀和尾巴可以更换成不同的尺寸。在水箱和湖泊中进行的实验中，工程师们确定了机翼尺寸、扑动频率和尾部角度的组合，使机器人能够从水中游泳到突破水面，再到在空中飞行。
他们的研究结果发表在《科学》杂志上，可以帮助科学家了解潜水鸟类如何调整其飞行力学以在空气和水中移动，而空气和水中的物理特性截然不同。该设计还可以推出新型空中水上无人机和车辆。研究人员设想，这种有翼机器人可以被部署到水生区域并进行采样，否则传统远洋船只无法进入这些区域，这将非常危险。
飞行力学
考虑到鸟类的生物力学，该团队开发了一种机器人，其翅膀由涂有疏水纳米颗粒的薄膜制成，有助于吸走水分。机身包含一个电池和一个驱动曲轴的防水电动机，曲轴又以预设的频率上下泵送机翼。尾巴是机动的，可以改变角度来帮助机器人飞上或下潜。