"昆虫机器人"能飞还能游

西半球

　　1939年，一名俄罗斯工程师提出了“飞行潜艇”的概念，能从空中到水下实现无缝过渡，但几十年来，鲜有成功的设计先例。美国哈佛大学官方网站最近称，该校微型机器人实验室将飞行潜艇的设计向前推进了一步，他们设计的飞行蜜蜂，也就是“昆虫机器人”，既能在空中飞，也能在水中游。

　　设计飞行潜艇面临着“相互冲突”的挑战，飞行器需要较大机翼提供升力，而水下航行器需要减少表面积来降低阻力。哈佛大学的工程师们从角嘴海雀身上找到设计的灵感，这种华丽的喙鸟是自然界最牛的“混合动力车”，能自由地往返于空中和水下。

　　通过各种理论、计算和实验研究，角嘴海雀在空气中和水中的扑翼动力学机制非常相似，两种情况下，翅膀都是前后摆动，唯一的区别是摆动速度。

　　此次设计出首个既能飞翔又能游泳的机器蜜蜂，它比曲别针还小一些，其微型翅膀的煽动频率可高达每秒120次。但它如此之小，分量如此之轻，根本没办法打破水面张力。为了克服这个障碍，机器蜜蜂会以某个角度悬停在水面，暂时关掉引擎，然后沉入水里下潜。

　　水的密度是机器蜜蜂面临的第二重障碍。水的密度是空气的1000倍，若机器蜜蜂翅膀煽动的频率不加调整，则很容易被毁掉。为此，研究团队将这个频率从每秒120次降至每秒9次，但同时保持了煽动的动力机制以及相同的铰链设计。

　　虽然这些设计保证了机器蜜蜂从空中到水下的无缝过渡，但反过来还不行，因为从水中出来时，还不能产生足够的升力，而这正是研究团队下一步要攻克的难点。

　　对扑翼运动的分析并不只局限于昆虫大小的微型飞行器，这个理论有潜力用来设计出更大的仿生机器人。