动物在水中有许多创造性的活动方式，而机器人正在“模仿”它们

动物在水中有许多创造性的活动方式，而机器人正在“模仿”它们。

大多数水下机器人运动方式是以下这两种之一：第一种是螺旋桨，第二种是鳍。但是动物告诉我们，水下运动方式还有很多种，可能给机器人带来独特的好处。我们看看今年ICRA发表的两篇论文，展示了仿生水下机器人以创新的方式移动：一个喷射动力的机器人鱿鱼可以跳出水面，另一个机器人扇贝可以像真的一样移动。

Image: Beihang University

这架来自中国北航大学的“鱿鱼式水上飞行器”是仿照飞行的鱿鱼而设计的。真正的鱿鱼，除了好吃外，可以利用喷水器推进自己前进。而且喷射器足够强大的话，一些鱿鱼不仅可以跳出水面，而且实际上可以通过在空中继续喷射来短时间内实现受控飞行。飞行阶段是通过使用鳍作为手臂和翅膀来产生一点升力来延长的。真正的乌贼使用这种多模态推进来躲避掠食者，而且速度也快得多——乌贼在空中飞行时可以使正常的游泳速度翻倍，每秒飞行50个身体长度。

鱿鱼机器人主要由压缩空气驱动，压缩空气储存在鼻子里的圆柱体中（鱿鱼有鼻子吗？）鳍和臂由气动执行器控制。当机器人想要在水中移动时，它会打开一个值，释放少量的压缩空气；同时释放空气会产生足够的推力，将机器人鱿鱼完全从水中射出。

我们被告知机器人乌贼可以通过跳跃在10到20米之间移动，而在水下使用它的喷射器只需要10米。目前，乌贼只能发射一次喷射器，但研究人员计划用密度更大的气体代替压缩空气，如液态二氧化碳，这将允许长时间的操作和多次跳跃。研究人员说，使用鳍进行动态控制还有很多工作要做，这将“揭示自然飞行乌贼运动的优越性”。

来自中国北航大学的Taogang Hou, Xingbang Yang, Haohong Su, Buhui Jiang, Lingkun Chen, Tianmiao Wang，和Jianhong Liang在2019蒙特利尔国际航展上介绍了“带软变形鳍和臂的鱿鱼式水上飞行器的设计和实验”。

Image: EPFL

机器人扇贝，是一个“Bivalve inspired（双瓣激发）游泳机器人”，来自Jamie Paik领导的EPFL的可重构机器人实验室。真正的扇贝，除了好吃之外，可通过打开和关闭贝壳来推动自己，从背后产生水射流。扇贝通过反复缓慢地打开外壳，然后快速地关闭，可以产生完全在身体内部的向前推力。相对于像鳍或旋转螺旋桨这样的东西，扇贝是简单而结实的，特别是当你缩小比例或开始观察大量的机器人时。EPFL的研究人员将他们的扇贝机器人描述为“一种对危险或持续使用具有鲁棒性的独特组合，在精密环境中安全，设计简单。”

机器人扇贝即使在工作时也是安全的。由于机器人将水吸入，然后立即喷射出来，因此其设计能够抵抗污染，这在海洋环境中可能是一个重大问题。机器人扇贝原型重65克，可以每秒16厘米的速度轻快地前进，而拍手（这是实际的技术）的频率略高于2.5赫兹。虽然机器人扇贝现在还不配备转向功能，但真正的扇贝是可以通过向一侧喷射更多的水来改变方向的，而机器人扇贝也应该能够做到这一点。研究人员还指出，机器人扇贝本身甚至可以兼作钳子，据我所知，这却不是真正的扇贝能做的哦。