2022年10月12日,Nature期刊封面刊登了耶鲁大学的研究团队的一项研究成果,该成果是从海龟和陆龟的身上得到灵感,运用“适应性形态发生”的设计策略,建造了机器人 ART(Amphibious Robotic Turtle)——两栖机器龟。
海龟和陆龟有着相似的身体外形,但它们有独特的肢体形状和行动步态,以适应其各自特定的生活环境——海龟的鳍状肢较长,便于游泳;而陆龟的腿较圆,便于行走时负重。该机器龟结合了这两者的特点,具有可变形的四肢,能够根据周围环境调整其四肢形状、刚度和动作。当两栖机器龟从一种环境过渡到另一种环境时,其四肢即使用可变刚度材料和人造肌肉来改变形状。
当将这款机器龟放在陆地上时,它能以各种步态在陆地上行走;而到达水域后,ART 就将腿变成鳍状肢,使其能够以基于升力和阻力的水上步态进行畅游。
ART 与其他两栖机器人的不同之处在于,它能利用相同的部件在水上和陆地环境中进行推进,而其他机器人需要添加多个推进机制才能适应不同的环境,这样一来,就会导致能源效率低下。这种两栖机器龟潜在的应用很多,包括沿海岸线的生态系统监测、海洋养殖。此外,该机器龟还将帮助研究人员进行复杂冲浪区和其他环境过渡区的运动物理学研究。