机器人工程师们离建造一群能够进行水下探索，甚至有一天能够协助未来搜救任务的 磷虾 机器人又近了一步。根据本月早些时候在 Scientific Reports 上发表的一项研究，布朗大学的一个团队与墨西哥国立自治大学的研究人员合作，最近设计并制造了一个名为 Pleobot 的机器人平台。研究人员称，这是一种“独特的磷虾启发式机器人游泳附肢”，是第一个能够全面研究被称为交替推进（metachronal propulsion）的机制。
虽然整个机器人组装起来大约有九英寸长，但它的原型是磷虾，一种纸夹大小的微小生物。尽管体型很小，但磷虾 通常会 迁徙 相当远的距离——每天垂直迁徙超过 3,200 英尺两次。它们日常迁徙的关键之一是它们的交替划水——这种运动形式常见于多足水生生物，包括虾和桡足类，它们的肢体以波浪状起伏来推动它们在水中前进。
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多年来，对交替推进的精细研究一直局限于对活体生物的观察。然而，在周一 发布的声明 中，该论文的主要作者 Sara Oliveira Santos 解释说，Pleobot 能够提供“无与伦比的分辨率和控制”，以检查磷虾般的游泳，包括研究交替推进如何使这些生物“在水下机动方面表现出色”。
Pleobot 主要由 3D 打印的部件构成，组装成三个可活动的关节部分。研究人员可以主动控制磷虾状腿部的前两部分，而分叉（两枝）的尾鳍则被动地与水发生作用。
“我们有关于它们如何高效游泳的机制快照，但我们没有全面的数据，”博士后研究员 Nils Tack 说。“我们构建并编程了一个机器人，它精确地模拟了腿部的基本运动，以产生特定的动作并改变附肢的形状。这使我们能够研究不同的配置，进行测量和比较，而这些是活体动物无法获得的。”
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根据这项研究，观察 Pleobot 甚至让研究人员能够确定磷虾运动中一个先前未知的因素——它们在向前游动时如何产生升力。正如团队所解释的，磷虾必须不断游动以避免下沉，这意味着在水中的水平运动过程中至少必须产生一定的升力。正如参与该项目的另一位博士后研究员 Yunxing Su 解释的那样，“我们确定了游泳腿后部的一个低压区域的重要效应，该效应在活动腿的蹬力冲程期间有助于提升升力。”
展望未来，该团队希望进一步扩展他们对敏捷的磷虾式游泳的理解，并将其应用于未来的 Pleobot 版本。在完善了该设计——该团队已将其 开源 了在线——后，磷虾腿部机制最终可能会被用于各种用途的水下机器人，包括探索甚至救援任务。
看看它是如何移动的，如下所示。
更正：本文的早期版本曾表示 Pleobot 的大小约为一英尺。现已更新以确保准确性。
