由麻省理工学院（MIT）与洛桑联邦理工学院（EPFL）科研团队联合开发的一款新型机器人成功实现了在水下游泳、潜水以及从水面直接腾空飞行的全过程。这一成果标志着人类在打造能够跨越多种介质的机器人领域取得了重大突破。
研究团队介绍，该款机器人重约250克，其独特之处在于完全通过拍打翅膀即可完成水空转换，无需借助螺旋桨、腿部支撑或复杂的折叠机构。在自然界中，约有100种鸟类能够自如地在水陆空之间切换，通过潜水捕食并直接从水面起飞，而这款机器人正是这一自然能力的首次工程化复刻。
由于水的密度约为空气的800倍，传统机器人设计极难跨越这一巨大的物理阻力差。为此，研发团队采用了柔性翅膀设计，并实现了对拍打频率的精密控制。在水下，翅膀能够被动弯曲至90度，从而显著降低电机负荷并缩短单次拍打的有效行程，其拍打频率控制在每秒0.1至6次；而在空气中，相同的翅膀结构能够以每秒11次的频率快速拍打以维持飞行。此外，该机器人具备中性浮力，在水中不会上下漂浮，有效节约了宝贵的电量。
最具挑战性的环节莫过于从水面腾空而起的一瞬间。为了克服阻力，机器人需要在不到一秒的时间内通过8至10次翅膀拍打迅速跃出水面。实验表明，这一过程对环境参数要求极高：机翼需要具备适中的刚性，尾翼需紧贴机身，且起飞时的出水角度需控制在70度左右。若角度过平，尾翼会产生阻力，若过于垂直，机器人则容易翻倒跌回水中。
这项研究不仅展示了出色的工程设计，还为生物学家观察潜水鸟类提供了物理模型。研究指出，鸟类在水下收缩翼展或许并非单纯为了节能，而是为了获得更快的速度。同时，数据显示，当单次航程超过15.5米时，飞行比游泳更为节能，这与鸟类在长距离移动时更倾向于飞行而非潜水的逻辑相吻合。
目前，该机器人尚处于实验室测试阶段，未来的研发重点将集中在自主导航、提升海水环境适应性以及增加续航能力等方面。据悉，该机器人的制造成本约为300美元，且团队已开源了CAD设计文件。项目负责人、MIT机械工程学助理教授拉斐尔·祖费雷（Raphael Zufferey）表示，其愿景是让海洋学家、海洋生物学家及沿海社区能够使用这种低成本的“两栖无人机”进行环境监测、样本采集或观测海洋生物。相关研究成果已在权威期刊《科学》上发表。
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