瑞士联邦理工学院的研究团队最近设计并制造了他们自己的模仿海洋鳗鱼的游泳机器人。尽管设计相对简单，但这款获奖的水下波动机器人可以为我们提供对其鳗鱼原型生物学的关键见解。
正如《新科学家》于 11 月 30 日首次报道的那样，一段视频展示了合作者的工作。这段视频展示了1-guilla的能力，该团队研制的近三英尺长、防水机器人。1-guilla 配备八个电动关节、一个柔韧的尾鳍和一个包含前端电池和计算单元的头部，其名字是为了纪念鳗鱼身体更具技术性的术语——鳗形。该机器的水下旅行视频最近在去年美国物理学会流体动力学年会的流体运动画廊评选中获奖。
虽然鳗鱼的进化设计使有血有肉的鳗鱼能够在不进食的情况下迁徙数千英里，但生物学家并不完全确定这些鱼类亚种如何完成如此壮举。1-guilla 的出现，其身体运动可以被设计者调整，以探索各种物理模式，以及能量效率和速度之间的相互作用。
在测试过程中，当 1-guilla 反复在 S 形和原始的直线位置之间交替时，出现了一种“驻波”运动——然后又在水中摆动。研究人员随后对 1-guilla 进行了编程，使其 S 形沿着身体向下传播。在此阶段，机器人产生了一种“行进波”运动，使其能够向前移动。增加身体弯曲的“幅度”并延长其 S 形“波长”也能提高游泳速度。
但影响 1-guilla 在水中移动速度的主要因素是其尾鳍。将尾鳍的角度增加到最大 45 度范围提供了最快的速度——但代价高昂。正如人们可能预料到的那样，最大范围需要最大的能量消耗，这对于长途旅行来说并不是一种理想的策略。
[相关：NASA 希望其蛇形机器人能够搜索土星卫星恩克拉多斯上的外星生命。]
“为了计算效率，我们将电机的功耗 (P) 除以其速度 (U) 来得到运输成本 (CoT)。”该团队在其演示视频中解释道。
1-guilla 的运动越接近行进波，其运输成本就越低。基于此，研究人员推测，总体效率，而不是最快的速度，是真正的鳗鱼在相对空腹状态下进行长途迁徙的关键。
现在蛇形机器人非常流行。例如，NASA 正在对其恰如其名（Exobiology Extant Life Surveyor，EELS）的原型进行最后润饰。EELS 显然是 1-guilla 的一个 16 英尺长、200 磅重的“大哥哥”，有一天它可能会在土星冰冷的、可能孕育生命的卫星土星的恩克拉多斯上，同时在表面和地下通道进行探测。与此同时，麻省理工学院的工程师最近发布了他们自己的一款三英尺长、模块化鳗鱼机器人，它由称为“体素”的简单晶格状结构制成。
