不仅如此，受吸盘鱼的启发，该“全能”无人机还可以粘在其他移动物体上，并搭便车。

传统上，机器人是专门为执行一项非常具体的任务而设计的，但北京航空航天大学的研究人员采取了一种截然不同的方法，开发了一种新的“全能”机器人无人机，它既可以在空中也可以在水下轻松操作。它还具有一个聪明的、以自然为灵感的技巧，可以最大化其航程范围。

当我们想到机器人时，一般来说可能会想到两个版本之一：科幻小说向我们承诺的高能力类人机器人，或者是在工厂执行重复任务的无意识关节机械臂。后一种版本或多或少是我们几十年来一直在使用的方法，但随着技术慢慢赶上科幻作家的想象力，机器人设计师开始开发能够执行更广泛动作的自动机。例如，波士顿动力公司的Spot可以使用四条狗一样的腿，来导航不同的地形并执行许多不同的任务，包括在夜间巡逻保护庞贝遗址，以及为人类无法进入的危险区域生成详细的3D地图。

这种适应性强的方法，使公司或研究机构更容易证明机器人的高成本是合理的。但是，北京航空航天大学生物力学与软机器人实验室创造的东西确实是独一无二的。即使具有高度铰接关节的腿，波士顿动力公司的Spot仍然仅限于陆地任务。但这种新型无人机可以在水下、空中或两者兼而有之地执行任务，而无需在两者之间进行修改（无缝转换）。

对于绝大多数四轴飞行器来说，水上降落意味着飞手将不得不费力地去营救它（然后更换它的大部分电子部件）。而这架无人机不一样，它是完全防水的，并具有一套自折叠螺旋桨，当在水下以较低速度运行时会折叠，以便在水下有效地操纵无人机。然后，当无人机从水中过渡到空中时，它们会自动延伸。研究人员优化了无人机的性能，使其从水到空气的转换大约需要三分之一秒，而且，就像一群海豚跳出水面一样，无人机能够重复进行从水到空中的转换。在测试期间，该无人机在大约20秒内连续进行了7次水/空转换。

与任何电子设备一样，机器人的自主能力往往受到电池容量的限制，对于依赖四个电动马达持续旋转以保持高空飞行的无人机来说，情况尤其如此。在实验室环境中，你经常会看到连接在缆绳上的先进机器人，向它们提供不间断的电力来源，但对于设计用于探索海洋深处或收集空中数据的机器人来说，这并不是一个很好的选择。对于北航研究团队的“全能”无人机来说，更是如此。

为了大幅增加这种无人机的续航距离，并在往返任务地点时帮助节省电池电量，研究人员对其进行了额外的升级，灵感来自“remora”鱼，也就是众所周知的吸盘鱼/?鱼，它的头上有一个粘性圆盘，可以暂时附着在其他水下生物身上，以便搭顺风车，保存能量。

为了进行有针对性的观察，同时保持电池寿命，可以“停靠”的无人机并不是一个新想法，但就像工厂里的机器人一样，它们通常使用针对特定表面定制的机制，比如可以抓住树枝的铰接爪，或者受壁虎启发、可以粘在墙上的粘性脚。对于一个考虑到灵活性的机器人无人机而言，研究人员想要一种更灵活的方式来连接各种表面：湿的、干的、光滑的、粗糙的、弯曲的，甚至是那些在水下移动的表面，尤其是，水的剪切力需要一个特别强的抓地力。

吸盘鱼/?鱼的粘性圆盘是完美的解决方案，因为它包含内置冗余，允许它即使部分接触也能粘在表面上。两年前，北京航空航天大学的研究团队参与了另一个研究项目，该项目对?鱼鱼盘的实际工作方式进行了逆向工程。

这项研究表明，吸盘鱼/?鱼附着在表面上就像吸盘一样，有一个灵活的椭圆形软组织脊，可以形成一个紧密的密封。当水从?鱼和它的寄主之间的空隙中被挤压出来时，吸力将它固定在合适的位置上。?鱼盘的表面也覆盖着一排排成列的脊，被称为“片层”（类似于你可以在口腔顶部感受到的脊），它可以通过肌肉收缩来扩展，使小刺进一步抓住宿主。这些薄片脊还有助于形成较小的吸力隔间，即使圆盘的较大唇缘没有，也能保持密封。所以，?鱼盘与吸盘（当吸盘边缘的一小部分被提起时，吸盘就会在光滑的表面上释放抓地力）不一样，?鱼仍然会抓住不放。

该团队通过一种四层的方法制造出了人工版本的?鱼吸盘。他们将超柔性层与更坚硬的结构结合在一起，并将一层与小通道网络结合在一起，当充满液体时，小通道可以充气，取代活的肌肉组织，作为一种与薄片结构结合的方式，以进一步增加吸力。

该吸力装置安装在“全能”无人机的顶部，使其能够附着在各种表面上，即使它们有粗糙的纹理，不完全平坦的表面，或比吸力装置表面积更小。就像一条?鱼一样，至少在理论上，无人机可以找到一个水下宿主（一个不会立即被旋转的螺旋桨吓跑的宿主），并免费搭乘，只需要为吸力机制提供动力，这对无人机上的电池来说是最小的消耗。同样的任务也可以在空中完成，不过无人机成功连接到另一架飞机的挑战将是巨大的，因为即使是像滑翔机这样慢速的东西，其最低速度也有每小时40英里，这是一个具有挑战性的移动目标。

吸力机制的一个更合理的用途是，将无人机暂时放置在一个理想的有利位置进行长期观察。与其依靠它的四个电机在水下保持特定位置，同时还要对抗流动的水流，无人机可以将自己粘在岩石或原木上并关闭电机，只需为传感器和摄像头供电。同样的事情也可以在水线上方进行，无人机飞起来并粘在高层建筑的侧面或风力涡轮机机舱的底部，并在不使用电池的情况下进行测量和其他数据收集。

这种“全能”无人机像我们展现了一种全新的思路和技术解决方案，虽然现在还并不完善，但其广阔的前景仍然令人期待。

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