受到魔鬼鱼的（de）启发，北卡罗来（lái）纳州立大学的研究人员开发了一种节能的软体机器（qì）人，它的游泳速度比之前的游（yóu）泳软（ruǎn）体（tǐ）机器人快四倍以上。这些机（jī）器人被（bèi）称为“蝴蝶机器（qì）人”，因（yīn）为它们的游泳动作类（lèi）似于人在（zài）进行蝶泳时手臂的运动方式。

这（zhè）项工作的论文的通讯作者、北卡罗来纳州（zhōu）立大学机械和航空航天工程系副教（jiāo）授（shòu） Jie Yin 说：“迄今为止（zhǐ），游泳软体（tǐ）机器（qì）人的（de）游泳速度还没有超（chāo）过每秒一个身体长度的，但是海洋动物，比如魔（mó）鬼鱼（yú）就能，甚至游得（dé）更快（kuài），而且效率更高（gāo）。我们想借（jiè）鉴这些（xiē）动（dòng）物的（de）生物力（lì）学，看看我们（men）是否能开发出（chū）更（gèng）快、更节能（néng）的软（ruǎn）体机器人。我们开（kāi）发的原型表现得特别好。”

研（yán）究人员开发了两种（zhǒng）类型的（de）蝴蝶机器人。一种（zhǒng）是专门为（wéi）速度（dù）而建造的，能够达到每秒 3.74 个（gè）身体长度（dù）的平均速度。第二种（zhǒng）被设计成高度机（jī）动（dòng）性，能够向右或向左（zuǒ）急转（zhuǎn），这个原型能达到每秒 1.7 个身体长度的速度（dù）。

该论文的第一作者、北卡罗来（lái）纳州立大学的新（xīn）近博士（shì）毕业生 Yinding Chi 说：“研究空（kōng）气动力学和（hé）生物力学的研究人员使用一（yī）种叫做 Strouhal 数的（de）东（dōng）西来评估飞行和游泳动（dòng）物的（de）能量效（xiào）率。当（dāng）动物游泳或飞行时，Strouhal 数（shù）在 0.2 和 0.4 之间，推（tuī）进（jìn）效（xiào）率达到峰值。我们的两个（gè）蝴（hú）蝶机器人的（de） Strouhal 数都在这个范围内。”

蝴蝶机器人的游泳动（dòng）力来（lái）自它们的翅膀，它们的翅膀是“双（shuāng）稳态的”，这意味（wèi）着翅膀有两种稳定状态。翅膀类（lèi）似（sì）于一个扣式（shì）发夹，发夹（jiá）初始状态（tài）是稳定的，除非施加（jiā）一定量的能（néng）量（liàng）（通过弯曲它）。当能量达到临界点时，发夹就会扣成一个不（bú）同的形状，这（zhè）个状态也是稳定的。

在蝴蝶机器人中，受发夹启发的双（shuāng）稳态翅膀被连接（jiē）到一个柔软的（de）硅胶体上。通（tōng）过将空（kōng）气注入软体内部的腔（qiāng）室来控制翅（chì）膀在两（liǎng）种稳定（dìng）状（zhuàng）态之间（jiān）的切换。当这些（xiē）腔室充气和放气时，机身就会上下弯曲（qǔ），迫使机翼（yì）随之来回摆动。

蝴蝶机器人（rén）只有一个（gè）“驱动单元（yuán）”软体来控制它的两个（gè）翅膀，这使（shǐ）得它速度非常（cháng）快（kuài），但很难向（xiàng）左（zuǒ）或（huò）向右转（zhuǎn）弯。可操控的蝴蝶机器人有两个驱动单元（yuán），它（tā）们并（bìng）排连接。这种设计允（yǔn）许用户操纵（zòng）两（liǎng）边的翅膀（bǎng），或（huò）者（zhě）只“扇（shàn）动（dòng）”一个翅膀，这就是使它能够进行（háng）急转（zhuǎn）弯的原（yuán）因。

Jie Yin 说：“这（zhè）项（xiàng）工作是（shì）一个令人兴奋的概念（niàn）证（zhèng）明（míng），但它有局（jú）限性，最明显（xiǎn）的局限是，目（mù）前的原型机器人被（bèi）细长的管子拴（shuān）住了，这是我们用（yòng）来将空气泵入中央机构的。我们目（mù）前正（zhèng）在努力开发（fā）一（yī）个无拴的、自（zì）动的版本。“

据了解，相关成果已发表（biǎo）在近（jìn）期的《科（kē）学进（jìn）展》杂志上。