受到魔鬼鱼的启发，北卡罗来纳（nà）州立大学的（de）研究人员开发（fā）了（le）一种节能的（de）软体机器（qì）人，它的游泳速（sù）度（dù）比之前的游泳（yǒng）软体机器人快四（sì）倍以上。这些（xiē）机器（qì）人被称为“蝴蝶机（jī）器（qì）人”，因为它们的游泳动作类似于（yú）人在进行蝶泳时手臂的运动（dòng）方式。

这（zhè）项工作（zuò）的论文的（de）通讯作者、北卡（kǎ）罗来纳州立（lì）大学（xué）机械和航空（kōng）航天工程系副教授 Jie Yin 说：“迄今（jīn）为（wéi）止（zhǐ），游泳软体机器人（rén）的（de）游泳速度还（hái）没有超过每秒一（yī）个身体（tǐ）长度的，但是海洋动物，比如魔鬼鱼就能（néng），甚至（zhì）游得更（gèng）快，而且效（xiào）率更高。我们（men）想借鉴这些动物的生物力学，看看我们是否能开发出（chū）更快（kuài）、更节能的软（ruǎn）体机器人。我们开发的原型表现得特别好。”

研究人员（yuán）开发了（le）两种类（lèi）型的蝴蝶机器（qì）人。一种（zhǒng）是专门为速度而建造的，能够达到每秒 3.74 个身体（tǐ）长度的（de）平均速度。第（dì）二种被设计成高度机动（dòng）性，能够（gòu）向右或向左急转（zhuǎn），这个原（yuán）型能达到每秒 1.7 个身（shēn）体长（zhǎng）度（dù）的速度。

该论文（wén）的第一作者、北卡罗来（lái）纳州立大学的新近（jìn）博士毕业生 Yinding Chi 说：“研究空气动力学和生物力学的研究人员（yuán）使用（yòng）一种叫做 Strouhal 数的东西来评估飞行和游泳动物的（de）能量效（xiào）率。当动物游（yóu）泳或飞（fēi）行时，Strouhal 数在 0.2 和 0.4 之间，推进效率达到峰值（zhí）。我们的两个蝴蝶（dié）机器人（rén）的 Strouhal 数都在这个范（fàn）围内。”

蝴蝶机器（qì）人的游泳动（dòng）力来（lái）自它们的翅膀（bǎng），它（tā）们的（de）翅（chì）膀是“双稳态（tài）的”，这意味着翅（chì）膀（bǎng）有两种稳（wěn）定状态。翅膀类（lèi）似于（yú）一个扣式发夹（jiá），发夹初始状态是稳定（dìng）的，除非（fēi）施加一定量的（de）能量（通（tōng）过弯曲它）。当能量达到临界（jiè）点时，发夹就会扣成一个不（bú）同的形状，这个（gè）状态（tài）也是稳定的。

在蝴（hú）蝶机器人中（zhōng），受发（fā）夹启发的双稳态翅膀（bǎng）被连（lián）接到一个柔（róu）软的硅胶体上。通过将空气注入软体内部的腔室来控（kòng）制翅膀在（zài）两（liǎng）种稳（wěn）定状态之间的切（qiē）换。当（dāng）这些（xiē）腔室充气和（hé）放（fàng）气时，机（jī）身就会上下弯曲，迫使机翼随之来回摆动。

蝴蝶机器（qì）人只有一个“驱动单元”软体来控制它的两个翅膀，这使得它速（sù）度非常快，但很难（nán）向左或向右转弯。可操控（kòng）的蝴蝶机器（qì）人有两个驱动单元，它们并排连接。这种设（shè）计允许用（yòng）户操纵两边的翅膀，或者只（zhī）“扇动”一个翅（chì）膀（bǎng），这就是使它（tā）能够进行急转弯的原因。

Jie Yin 说：“这项（xiàng）工作是一（yī）个令（lìng）人兴奋的概（gài）念证明，但它有局（jú）限（xiàn）性，最明（míng）显的局限是，目前的原（yuán）型机器人被细长的管子拴住了（le），这是（shì）我们用（yòng）来将（jiāng）空气泵入中央机构的。我们目前正在努力开发（fā）一个无（wú）拴的、自动的版本。“

据（jù）了解，相关成果已发表在（zài）近期的《科学（xué）进展》杂志上。