受到魔鬼鱼的启发，北卡罗来纳州立大（dà）学的（de）研究人员开发了一种（zhǒng）节（jiē）能的软体机器人（rén），它的游（yóu）泳速度（dù）比之前的游泳软体机器人快四倍以上。这（zhè）些（xiē）机器人被（bèi）称（chēng）为“蝴（hú）蝶机器人（rén）”，因（yīn）为它们的（de）游泳（yǒng）动作类（lèi）似（sì）于人在进行（háng）蝶泳时手臂的运动方式（shì）。

这（zhè）项工作的论文的通讯作（zuò）者、北卡罗来纳州立大学机械和（hé）航空航（háng）天工程系副教授 Jie Yin 说：“迄今为止，游（yóu）泳软体机器人的游泳速度还没有（yǒu）超过每秒（miǎo）一个身（shēn）体（tǐ）长度的，但是海洋动物，比如魔鬼鱼就（jiù）能（néng），甚（shèn）至游得（dé）更（gèng）快，而（ér）且效率更（gèng）高。我们想借（jiè）鉴这些动物（wù）的（de）生（shēng）物力学，看看（kàn）我们（men）是否能开发出（chū）更快、更节（jiē）能的软体机器人。我们开发（fā）的原型表现得（dé）特别好（hǎo）。”

研究人员开发了（le）两种类型的（de）蝴蝶机器人。一种是专门为速度而建（jiàn）造的（de），能够（gòu）达到每秒 3.74 个身体长度的（de）平均速（sù）度（dù）。第（dì）二种被设计成（chéng）高（gāo）度机动性，能够向右或向（xiàng）左急转，这个原型能（néng）达到（dào）每秒 1.7 个身（shēn）体长度的速度。

该论（lùn）文的第一作者、北卡（kǎ）罗来纳（nà）州立大学（xué）的新近博士毕（bì）业生 Yinding Chi 说：“研究空气动力学和生物力（lì）学的研究人员使用一种叫做（zuò） Strouhal 数的东西来评估飞行和游泳动物的能量效率。当动（dòng）物（wù）游泳或飞行时（shí），Strouhal 数在 0.2 和 0.4 之间，推（tuī）进效率达到（dào）峰值（zhí）。我们（men）的两个蝴（hú）蝶（dié）机器人的 Strouhal 数都在这个范围内。”

蝴蝶机器（qì）人的（de）游泳（yǒng）动力来自它们（men）的翅膀，它们的（de）翅（chì）膀是“双稳（wěn）态的”，这意味（wèi）着翅膀有两种（zhǒng）稳定（dìng）状态。翅膀类似于（yú）一个（gè）扣式（shì）发夹，发夹初始状态是稳定的（de），除非施（shī）加一定量的能量（通过弯曲它）。当能量达到临（lín）界点时，发夹就会扣成一（yī）个不（bú）同的形（xíng）状（zhuàng），这个状态也是稳定的（de）。

在蝴蝶机器人（rén）中，受发夹启发的双稳（wěn）态翅膀被连接到（dào）一个柔软的硅胶体上。通过将空（kōng）气注入软体内部的腔室来控制翅膀在两种稳（wěn）定（dìng）状态（tài）之间的（de）切换。当这些（xiē）腔室（shì）充气和放（fàng）气时，机（jī）身就会上下弯曲（qǔ），迫使机翼随之（zhī）来（lái）回摆动。

蝴（hú）蝶机（jī）器人只有一个“驱动单（dān）元”软体（tǐ）来控制它的两个翅膀，这使得它速（sù）度非常快，但很（hěn）难向左或向右转（zhuǎn）弯。可操控的蝴蝶机器人有两个驱（qū）动单元，它们并排（pái）连接。这种设计（jì）允（yǔn）许用户操纵（zòng）两边的（de）翅膀，或者只“扇动”一个翅膀，这就是使（shǐ）它（tā）能（néng）够进行急转弯的原（yuán）因。

Jie Yin 说：“这（zhè）项工作是一个令人（rén）兴奋的概（gài）念证明，但它有局限（xiàn）性（xìng），最明（míng）显的局限（xiàn）是（shì），目前的原型机器人被细（xì）长的（de）管子拴住（zhù）了，这是（shì）我们（men）用来将空气泵入中（zhōng）央机（jī）构（gòu）的。我（wǒ）们目（mù）前正在努力开发一个无拴的、自动的（de）版本。“

据了解，相关成果已（yǐ）发表在近期（qī）的《科（kē）学（xué）进展》杂志上。