这种机械腿可以使机器拥有类似磷虾的游泳能力

机器人工程师距离打造出能够进行水下探索的磷虾机器人群又近了一步，也许有一天它们还能协助未来的搜救任务。根据本月早些时候发表在《科学报告》上的一项研究，布朗大学的一个团队与墨西哥国立自治大学的研究人员最近设计并建造了一个被称为 Pleobot 的机器人平台。研究人员表示，这是一种“独特的磷虾机器人游泳附属物”，是第一个可以全面研究所谓的超时推进的机制。

虽然整个机器人组件长约 9 英寸，但它是基于磷虾设计的，磷虾是一种微小的、回形针大小的生物体。尽管体型很小，但磷虾经常会游动相当远的距离——每天两次垂直迁移超过 3200 英尺。这些日常旅程的一个关键是它们的异时性游泳——这是一种常见于多足水生生物（包括虾和桡足类动物）的运动形式，它们的肢体以波浪状波动，推动它们在水中游动。

[相关：当磷虾举办社交聚会时，其他海洋动物就会蓬勃发展。]

多年来，对异时推进复杂性的研究仅限于对活体生物的观察。然而，在周一发表的一份声明中，论文主要作者萨拉·奥利维拉·桑托斯 (Sara Oliveira Santos) 解释说，Pleobot 具有“无与伦比的分辨率和控制力”，可以研究类似磷虾的游泳方式，包括研究异时推进如何让这些生物“擅长水下机动”。

Pleobot 主要由 3D 打印部件组装成三个铰接部分。研究人员可以主动控制类似磷虾的腿部的前两个部分，而双分支（两个分支）末端鳍片则被动地在水中移动。

“我们掌握了它们高效游泳机制的快照，但没有全面的数据，”博士后研究员尼尔斯·塔克 (Nils Tack) 说道。“我们建造并编程了一个机器人，它可以精确模拟腿部的基本动作，产生特定的动作并改变附肢的形状。这使我们能够研究不同的配置，以进行测量和比较，而这些是活体动物无法获得的。”

[相关：在持续的黑暗中，北极磷虾借助黄昏和北极光迁徙。]

根据这项研究，通过观察 Pleobot，研究人员甚至能够确定磷虾运动中一个以前未知的因素——它们在向前游动时如何产生升力。正如研究小组所解释的那样，磷虾必须不断游动才能避免下沉，这意味着在水中水平移动时必须产生至少一些升力。正如参与该项目的另一位博士后研究员 Yunxing Su 所解释的那样，“我们发现了游泳腿后侧低压区域的一个重要影响，这有助于在移动腿的动力冲程期间增强升力。”

展望未来，该团队希望进一步拓展他们对磷虾式敏捷游泳的理解，并将其应用于未来的 Pleobot 迭代。在完善了该设计（该团队已将其在线开源）后，磷虾腿机制最终可以应用于水下机器人，用于各种用途，包括探索甚至救援任务。

看看它是如何移动的，如下所示：

更正：本文的早期版本称 Pleobot 尺寸约为一英尺。现已更新以确保准确性。