美国麻省理工学院（MIT）的研究团队成功研发出一款受海鸟启发的新型微型机器人。该机器人能够使用同一套机翼在空中飞行和水下潜航，并且在两种环境之间切换时，不需要依靠任何额外的机械硬件，在不到一秒的时间内即可完成从水下到空中的跨介质跃迁。
这项研究成果发表在《科学》（Science）杂志上，出自麻省理工学院机械工程师拉斐尔·祖菲雷（Raphael Zufferey）的实验室。在自然界中，诸如海鹦等潜水海鸟虽然面对的是空气和水这两种物理特性截然不同的介质，却能完美兼顾飞行与游泳。祖菲雷表示，从工程学角度来看，设计一套能同时在空气和水中保持高效运作的机翼在过去似乎是不可思议的。
这款创新型两栖机器人的重量仅约半磅（约合0.23公斤），翼展接近三英尺（约合0.9米）。为了避免增加不必要的机械复杂性，研发团队在设计上做出了大胆的减法。首先，该机器人完全舍弃了双腿结构。自然界中的海鸟往往需要依靠双脚蹬水来辅助起飞，但对于机器人而言，增加双腿意味着更为复杂的机械挑战。团队因此决定直接利用机翼产生的动力让机器人从水中腾空而起。
其次，在机翼设计上它也与真正的海鸟有所不同。许多潜水鸟类在潜水时会折叠羽翼，为了避免引入更多的关节和电动机，研究人员转而通过提高机翼的灵活性来解决这一难题。该机器人的机翼由半透明的尼龙织物制成，并配有碳纤维支柱进行加固，这种材料组合赋予了机翼足够的韧性，使其能同时适应空气和水流的阻力。在空中飞行时，它的机翼每秒可连续拍动五到六次；而为了冲出水面，机器人会将拍动频率瞬间提升至每秒十次左右，以产生足够的破水动力。
除了机翼，该机器人的机身结构同样独特。它的中心结构采用了开放式设计，内部组件直接暴露在外。研究团队并没有对整个系统进行整体密封，而是对每一个零部件进行了单独的防水处理。祖菲雷解释说，这种设计允许水流充满整个系统，不仅可以让机器人保持足够轻盈的体量以利于飞行，还能在水下维持中性浮力，使其不会在水中盲目漂移或下沉。
在日内瓦湖进行的实地测试中，该机器人展现出了惊人的性能。视频记录显示，水面仅仅泛起一丝微弱的波纹，机器人便在不足一秒的时间内破水而出，直接腾空翱翔。
波特兰大学的动物运动生物学家格伦娜·克利夫顿（Glenna Clifton）虽然未参与该项目，但她对这一成果给予了高度评价。克利夫顿认为，这款机器人不仅是一项杰出的工程成就，更是一个宝贵的科学研究工具，它完美诠释了生物学如何启发机器人技术，而机器人技术又反过来帮助人类进一步理解生物运动机理。
关于未来的应用前景，研究团队表示，该技术在实际场景中大有可为。一个能够自行飞往遥远海域、降落并潜入水中采集数据的机器人，对于监测沿海环境（如追踪藻华爆发、观察海洋生物或研究海岸线演变）将具有极高的实用价值。
目前，该机器人在单次充电下预计可飞行近四英里（约合6.4公里），或在水下畅游一英里多（约合1.6公里）。克利夫顿指出，在兼顾两种极端环境的同时还能保持如此出色的性能，并在两者间自由切换，这无疑是海空跨介质机器人领域迈出的具有里程碑意义的一步。
该项目的研发历时约两年。据悉，团队目前已经在着手进行升级改进，未来的版本预计将搭载更多用于数据采集的专业传感器，并进一步优化其运动算法。
