受到魔（mó）鬼鱼的（de）启（qǐ）发，北卡罗来纳州立大（dà）学的研究人员开发了一种节能的软体机器人，它（tā）的游（yóu）泳速度比之（zhī）前的游泳（yǒng）软体机（jī）器人快（kuài）四倍以上。这些机器（qì）人（rén）被称为（wéi）“蝴蝶机器人（rén）”，因为（wéi）它们（men）的游泳动作类似于人在（zài）进行蝶泳（yǒng）时（shí）手臂的运动方式。

这（zhè）项（xiàng）工作的论文的通讯作者、北卡罗来纳州立大（dà）学机（jī）械和航空航天工程系副教授 Jie Yin 说：“迄今为止，游泳（yǒng）软体机（jī）器人的游泳速度还没有超（chāo）过每秒一个身（shēn）体长（zhǎng）度（dù）的，但是海洋动（dòng）物，比（bǐ）如（rú）魔鬼鱼就能，甚至游（yóu）得更快，而且效（xiào）率更高。我（wǒ）们想借（jiè）鉴这些动物的生（shēng）物力（lì）学，看看我（wǒ）们是否能开发出更快（kuài）、更节能的软（ruǎn）体机器人（rén）。我们开发的原型表现得特别好。”

研究人（rén）员开发了两种（zhǒng）类型的蝴蝶机器人。一种是专门为速度而建造的，能（néng）够达（dá）到每秒 3.74 个身体长度的平均速（sù）度（dù）。第二（èr）种被设计成高（gāo）度机（jī）动性（xìng），能够向右或向左急转，这个原（yuán）型能（néng）达到（dào）每秒 1.7 个身体长度的速（sù）度。

该论文的第一作者、北卡罗来纳州立大（dà）学的新近博士毕（bì）业生 Yinding Chi 说：“研究空气动（dòng）力学（xué）和生（shēng）物力学的研究（jiū）人员使用一种叫做 Strouhal 数的东西来评估（gū）飞行和游泳（yǒng）动物的能量效（xiào）率。当（dāng）动物（wù）游泳或飞行（háng）时，Strouhal 数在 0.2 和 0.4 之（zhī）间，推进效率达到峰（fēng）值。我（wǒ）们的（de）两（liǎng）个蝴蝶机器人的 Strouhal 数都在（zài）这个（gè）范围内。”

蝴蝶机器（qì）人的游泳动力来自它们的翅膀，它们（men）的翅膀是“双稳态的”，这意味着翅膀有（yǒu）两种（zhǒng）稳定状态。翅膀类似于一个扣式发夹，发（fā）夹初（chū）始（shǐ）状态（tài）是稳定的，除非施加一定（dìng）量的能量（liàng）（通（tōng）过（guò）弯曲（qǔ）它）。当能量达到临界点时，发夹就会扣成一个不同的形状，这个状态也是稳定（dìng）的。

在（zài）蝴（hú）蝶机器人中，受发（fā）夹启发的双（shuāng）稳（wěn）态翅膀被连接到一个柔软（ruǎn）的（de）硅（guī）胶（jiāo）体上。通过（guò）将空（kōng）气注入软体（tǐ）内部的腔（qiāng）室来控（kòng）制翅膀在（zài）两种（zhǒng）稳定状态之间的切换。当这些腔室充气和放气时，机身就会上下（xià）弯（wān）曲（qǔ），迫使机（jī）翼随之来回摆动。

蝴（hú）蝶机器人只有一个“驱（qū）动单元”软（ruǎn）体来控制它（tā）的两（liǎng）个翅膀（bǎng），这使得（dé）它速度（dù）非常快，但很难向左（zuǒ）或向右转弯。可操（cāo）控（kòng）的蝴蝶机（jī）器（qì）人有两个驱动单元，它们并（bìng）排连（lián）接（jiē）。这种（zhǒng）设（shè）计允许（xǔ）用户操纵两边的翅膀，或者只（zhī）“扇动”一个翅膀，这（zhè）就是使它能够进行急（jí）转弯的原（yuán）因。

Jie Yin 说：“这（zhè）项工作是一个令人兴奋的概念证明，但它（tā）有局（jú）限性，最（zuì）明显的（de）局限是，目前（qián）的原（yuán）型机器人（rén）被细长的管子拴住了，这是我们（men）用来将空气泵入中央机构的。我们目（mù）前（qián）正（zhèng）在（zài）努力开发一个无拴的、自动的版本。“

据（jù）了解，相关（guān）成（chéng）果已发（fā）表在（zài）近期的（de）《科学进展》杂志上。