工程團隊最初認為，雙介質機器人需要複雜且重型的轉換部件，而自然證明他們錯了。他們回顧了關於翠鳥、海雀和 Puffins 的生物數據，發現小型鳥類在兩種環境中保持相同的物理機械，僅需調整其速度。Puffin 在空中每秒拍動約十次，而在潛水時則下降至每秒四次。該團隊以驚人的精確度模仿了這一行為。FAAV 由一個微型防水電動馬達和一個機械曲軸驅動，穩定地以每秒五次的頻率拍動其靈活的、塗有納米粒子的翅膀。
這一雙介質成功的關鍵在於翅膀的靈活性，必須足夠柔韌以減少在水下的拍動幅度，同時又需保持足夠的剛性以支持飛行。該機器人在水中的巡航速度為每秒 1 米，而在空中可達每秒 6 米。
水面突破是最具挑戰性的部分
然而，突破水面是最具挑戰性的部分。這一過程需要巨大的力量。為了克服水的黏性表面張力，工程師們發現該機器人必須以 70 度的陡峭角度接近水面。較淺的角度會讓水困住翅尖，而較陡的角度則會使無人機翻轉並墜毀。值得注意的是，該機器人實現水下轉換為空中完全不需要腳部。真正的 Puffins 和鴨子會用蹼足來突破水的表面張力。Zufferey 和他的團隊發現，該機器人僅利用翅膀的大小、拍動頻率和尾部的角度就能成功發射。
這一發現證明，至少在機器人技術中，使用腳部划水進行起飛是完全不必要的。 麻省理工學院的 AURA 實驗室已經在進行下一階段的開發。未來的版本將配備能夠扭轉和操控的先進翅膀，使無人機能夠應對強風和波濤洶湧的海岸浪潮。目前，海洋數據的收集主要依賴大型研究船，這些船無法安全導航於危險的淺灘礁或破冰區域。FAAV 將有助於改變這一現狀，實現每小時而非每週的部署，自主地在研究基地與脆弱的海洋生態系統之間快速往返。
這項研究的結果已於 7 月 9 日發表於《科學》期刊上。
項目 規格 重量 300 克以下 拍動頻率 每秒 5 次 水中巡航速度 每秒 1 米 空中速度 每秒 6 米
專家們花費多年時間嘗試建造同時能夠飛行和潛水的機器人系統，而 Puffins 則輕鬆自如地完成這一切。受到自然啟發，麻省理工學院（MIT）以及瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）的工程師們創造了一種新的「拍翅空中水下載具」（FAAV）。該機器人重量不足 300 克，設計包括一個中央機身、兩個靈活的翅膀和一個可操控的尾部。在日內瓦湖的實地測試中，該機器人首先在湖中游泳，然後拍動翅膀，突破水面，飛入空中。
麻省理工學院機械工程助理教授 Raphael Zufferey 表示：「我們的夢想是讓海洋學家、海洋生物學家及沿海社區成員能夠從船上或岸邊發射這個機器人，然後它會飛向感興趣的區域，例如冰山或港口設施，或在鯨魚羣的上方飛行。」他補充道：「它可以潛入水中進行測量或收集樣本，然後再飛回來提供數據，成本僅為傳統方法的一小部分。隨後，它還可以再次潛入水中進行更多的數據收集。」
工程團隊最初認為，雙介質機器人需要複雜且重型的轉換部件，而自然證明他們錯了。他們回顧了關於翠鳥、海雀和 Puffins 的生物數據，發現小型鳥類在兩種環境中保持相同的物理機械，僅需調整其速度。Puffin 在空中每秒拍動約十次，而在潛水時則下降至每秒四次。該團隊以驚人的精確度模仿了這一行為。FAAV 由一個微型防水電動馬達和一個機械曲軸驅動，穩定地以每秒五次的頻率拍動其靈活的、塗有納米粒子的翅膀。
這一雙介質成功的關鍵在於翅膀的靈活性，必須足夠柔韌以減少在水下的拍動幅度，同時又需保持足夠的剛性以支持飛行。該機器人在水中的巡航速度為每秒 1 米，而在空中可達每秒 6 米。
水面突破是最具挑戰性的部分
然而，突破水面是最具挑戰性的部分。這一過程需要巨大的力量。為了克服水的黏性表面張力，工程師們發現該機器人必須以 70 度的陡峭角度接近水面。較淺的角度會讓水困住翅尖，而較陡的角度則會使無人機翻轉並墜毀。值得注意的是，該機器人實現水下轉換為空中完全不需要腳部。真正的 Puffins 和鴨子會用蹼足來突破水的表面張力。Zufferey 和他的團隊發現，該機器人僅利用翅膀的大小、拍動頻率和尾部的角度就能成功發射。
這一發現證明，至少在機器人技術中，使用腳部划水進行起飛是完全不必要的。 麻省理工學院的 AURA 實驗室已經在進行下一階段的開發。未來的版本將配備能夠扭轉和操控的先進翅膀，使無人機能夠應對強風和波濤洶湧的海岸浪潮。目前，海洋數據的收集主要依賴大型研究船，這些船無法安全導航於危險的淺灘礁或破冰區域。FAAV 將有助於改變這一現狀，實現每小時而非每週的部署，自主地在研究基地與脆弱的海洋生態系統之間快速往返。
這項研究的結果已於 7 月 9 日發表於《科學》期刊上。
項目 規格 重量 300 克以下 拍動頻率 每秒 5 次 水中巡航速度 每秒 1 米 空中速度 每秒 6 米
專家們花費多年時間嘗試建造同時能夠飛行和潛水的機器人系統，而 Puffins 則輕鬆自如地完成這一切。受到自然啟發，麻省理工學院（MIT）以及瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）的工程師們創造了一種新的「拍翅空中水下載具」（FAAV）。該機器人重量不足 300 克，設計包括一個中央機身、兩個靈活的翅膀和一個可操控的尾部。在日內瓦湖的實地測試中，該機器人首先在湖中游泳，然後拍動翅膀，突破水面，飛入空中。
麻省理工學院機械工程助理教授 Raphael Zufferey 表示：「我們的夢想是讓海洋學家、海洋生物學家及沿海社區成員能夠從船上或岸邊發射這個機器人，然後它會飛向感興趣的區域，例如冰山或港口設施，或在鯨魚羣的上方飛行。」他補充道：「它可以潛入水中進行測量或收集樣本，然後再飛回來提供數據，成本僅為傳統方法的一小部分。隨後，它還可以再次潛入水中進行更多的數據收集。」
工程團隊最初認為，雙介質機器人需要複雜且重型的轉換部件，而自然證明他們錯了。他們回顧了關於翠鳥、海雀和 Puffins 的生物數據，發現小型鳥類在兩種環境中保持相同的物理機械，僅需調整其速度。Puffin 在空中每秒拍動約十次，而在潛水時則下降至每秒四次。該團隊以驚人的精確度模仿了這一行為。FAAV 由一個微型防水電動馬達和一個機械曲軸驅動，穩定地以每秒五次的頻率拍動其靈活的、塗有納米粒子的翅膀。
這一雙介質成功的關鍵在於翅膀的靈活性，必須足夠柔韌以減少在水下的拍動幅度，同時又需保持足夠的剛性以支持飛行。該機器人在水中的巡航速度為每秒 1 米，而在空中可達每秒 6 米。
水面突破是最具挑戰性的部分
然而，突破水面是最具挑戰性的部分。這一過程需要巨大的力量。為了克服水的黏性表面張力，工程師們發現該機器人必須以 70 度的陡峭角度接近水面。較淺的角度會讓水困住翅尖，而較陡的角度則會使無人機翻轉並墜毀。值得注意的是，該機器人實現水下轉換為空中完全不需要腳部。真正的 Puffins 和鴨子會用蹼足來突破水的表面張力。Zufferey 和他的團隊發現，該機器人僅利用翅膀的大小、拍動頻率和尾部的角度就能成功發射。
這一發現證明，至少在機器人技術中，使用腳部划水進行起飛是完全不必要的。 麻省理工學院的 AURA 實驗室已經在進行下一階段的開發。未來的版本將配備能夠扭轉和操控的先進翅膀，使無人機能夠應對強風和波濤洶湧的海岸浪潮。目前，海洋數據的收集主要依賴大型研究船，這些船無法安全導航於危險的淺灘礁或破冰區域。FAAV 將有助於改變這一現狀，實現每小時而非每週的部署，自主地在研究基地與脆弱的海洋生態系統之間快速往返。
這項研究的結果已於 7 月 9 日發表於《科學》期刊上。
項目 規格 重量 300 克以下 拍動頻率 每秒 5 次 水中巡航速度 每秒 1 米 空中速度 每秒 6 米