受弹涂鱼启发的仿生两栖机器人

作者 李传福

在自然界中，弹涂鱼以其独特的两栖生活方式而著称。它们不仅能在水下自由游动，还能在陆地上灵活跳跃。这种能力激发了科学家们的灵感，他们开始探索如何将这种生物特性应用于机器人技术。厦门大学张宇教授团队在这一领域取得了突破性进展，他们研发的仿生弹涂鱼两栖机器人不仅在运动效率上表现出色，更在环境适应性上展现出了卓越的性能。

弹涂鱼，这种生活在沿海泥滩的小鱼，以其独特的两栖能力而闻名。它们在水下像普通鱼类一样游动，利用尾鳍和身体的协调摆动来产生推进力。而在陆地上，弹涂鱼则展现出了另一种运动方式，它们利用胸鳍的交替摆动，像拄拐一样在泥地上快速移动。这种能力使得弹涂鱼能够在水陆两栖环境中自如转换，展现出了惊人的运动效率。

受到弹涂鱼运动特性的启发，张宇教授团队研发了一种新型的仿生两栖机器人。这款机器人能够根据所处的环境——无论是水下还是陆地——自动调整其运动模式。在陆地上，机器人模仿弹涂鱼的“拄拐式”运动，通过胸鳍的摩擦来推进；在水下，则通过尾鳍的摆动来实现游动。这种设计使得机器人在两种环境中都能保持高效率的运动。

图片来源：厦门大学

为了验证这款仿生机器人的性能，研究团队进行了一系列的测试。他们将这款机器人与现有的两栖机器人以及一些单模态机器人进行了比较。结果显示，仿生弹涂鱼两栖机器人在运输成本上具有明显优势，尤其是在水下环境中。此外，机器人在陆地和水中的转弯速度也有显著提升，这得益于胸鳍和尾鳍的协调作用，大大提高了机器人的机动性。

图片来源：厦门大学

在复杂的自然环境中，机器人需要具备高度的适应性来应对不同的地形和条件。张宇教授团队在设计机器人时，特别注重了这一点。他们不仅模仿了弹涂鱼的运动方式，还通过精密的控制系统，使机器人能够感知环境变化并做出快速反应。这种智能适应性是仿生机器人技术的重要发展方向，也是本研究的一大亮点。

这款仿生弹涂鱼两栖机器人的应用前景非常广泛。它们可以被用于水下探索、环境监测、灾害救援等多个领域。在水下，机器人可以进行珊瑚礁的调查、水下管道的检查；在陆地上，它们可以用于地形勘探、环境监测等任务。特别是在那些人类难以到达的复杂环境中，这些机器人将发挥不可替代的作用。

随着科技的不断进步，仿生学已经成为一个日益重要的研究领域。通过对自然界生物特性的深入研究和模仿，科学家们能够开发出性能更优、适应性更强的机器人。厦门大学张宇教授团队的这项研究，不仅为我们提供了一个两栖机器人的新范例，更为未来的仿生机器人技术发展开辟了新的道路。

自然界的生物多样性为我们提供了无尽的灵感和可能性。弹涂鱼的两栖能力，经过科学家们的智慧转化，已经成为一种强大的技术力量。这款仿生弹涂鱼两栖机器人的研发，不仅是对自然界的一种致敬，也是人类智慧的一次飞跃。随着仿生技术的不断发展，我们有理由相信，未来将有更多的仿生机器人出现在我们的生活中，帮助我们更好地探索和理解这个世界。