就在两年前，一个微小的机器蝠鲼成为了世界上游得最快的软体机器人。而现在，它的一个后代已经打破了这一记录 —— 而且它比它的前身消耗更少的能量。

这个22.8毫米长的早期蝠鲼机器人是由北卡罗来纳州立大学的尹杰（音译）副教授及其同事设计的。

它有两个柔性的聚酯蝠鲼状翅膀，实际上是一个弯曲的双稳态结构的左端和右端。双稳态是指张紧结构在不需要任何能量的情况下保持在两个位置中的任何一个的能力 —— 发夹就是双稳态结构的一个很好的例子。

机器人双稳翼结构的中部夹在上下柔性硅胶气动执行器之间。

当空气被泵入顶部的致动器时，它向上弯曲并拉起机翼结构的中间，导致它“啪”地一声进入一个位置，将两个机翼向下拉。当顶部的致动器放气，底部的致动器充气时，结构会向相反的方向断裂，使机翼再次上升。

通过以这种方式（通过外部气泵）前后激活两个致动器，可以快速拍打翅膀，使其平均游泳速度达到每秒3.74个体长。据科学家称，这比以前软体游泳机器人的速度快了四倍。

在68毫米长的新机器蝠鲼中，尹教授和他的团队取消了双稳态设计以及底部执行器。灵活的机翼结构现在是单稳定的，这意味着当没有能量施加时，它将始终恢复到一个位置 —— 中间向下弯曲，翅膀向上。

充气后，单个顶部气动执行器向下卷曲并向下拉住机翼结构的中间，导致机翼向下折断。然而，一旦执行器被允许放气，结构的弹性恢复力使其弹回到默认位置，在此过程中将翅膀向上拉。

因此，虽然最初的机器人必须花费时间和精力在每个上下扑翼周期交替充气/放气两个执行器，但新的机器人只需要激活一个。这一改进使机器人的平均游泳速度达到每秒6.8个身体长度，同时消耗的能量比原来的少1.6倍。

此外，新设计允许机器人只需改变游泳速度即可在水体中垂直移动。

该研究的第一作者、博士生秦海涛（音译）说：“当机器人的鳍静止时，气室是空的，降低了机器人的浮力。当机器人慢慢拍打鳍时，鳍会更频繁地静止。”。“换句话说，机器人拍打鳍的速度越快，气室充满的时间就越长，使其更具浮力。”

科学家们现在正在研究一种横向操纵机器人的方法，着眼于未来的应用，如海洋勘探和水生野生动物观察。

关于这项研究的一篇论文最近发表在《科学进展》杂志上。

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