2022年10月12日,Nature期刊封面刊登了耶魯大學的研究團隊的一項研究成果,該成果是從海龜和陸龜?shù)纳砩系玫届`感,運用“適應(yīng)性形態(tài)發(fā)生”的設(shè)計策略,建造了機器人 ART(Amphibious Robotic Turtle)——兩棲機器龜。
海龜和陸龜有著相似的身體外形,但它們有獨特的肢體形狀和行動步態(tài),以適應(yīng)其各自特定的生活環(huán)境——海龜?shù)啮挔钪^長,便于游泳;而陸龜?shù)耐容^圓,便于行走時負重。該機器龜結(jié)合了這兩者的特點,具有可變形的四肢,能夠根據(jù)周圍環(huán)境調(diào)整其四肢形狀、剛度和動作。當兩棲機器龜從一種環(huán)境過渡到另一種環(huán)境時,其四肢即使用可變剛度材料和人造肌肉來改變形狀。
當將這款機器龜放在陸地上時,它能以各種步態(tài)在陸地上行走;而到達水域后,ART 就將腿變成鰭狀肢,使其能夠以基于升力和阻力的水上步態(tài)進行暢游。
ART 與其他兩棲機器人的不同之處在于,它能利用相同的部件在水上和陸地環(huán)境中進行推進,而其他機器人需要添加多個推進機制才能適應(yīng)不同的環(huán)境,這樣一來,就會導致能源效率低下。這種兩棲機器龜潛在的應(yīng)用很多,包括沿海岸線的生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測、海洋養(yǎng)殖。此外,該機器龜還將幫助研究人員進行復雜沖浪區(qū)和其他環(huán)境過渡區(qū)的運動物理學研究。