1939年，一名俄羅斯工程師提出了“飛行潛艇”的概念，能從空中到水下實現(xiàn)無縫過渡，但幾十年來，鮮有成功的設(shè)計先例。美國哈佛大學(xué)官方網(wǎng)站最近稱，該校微型機器人實驗室將飛行潛艇的設(shè)計向前推進(jìn)了一步，他們設(shè)計的飛行蜜蜂，也就是“昆蟲機器人”，既能在空中飛，也能在水中游。

設(shè)計飛行潛艇面臨著“相互沖突”的挑戰(zhàn)，飛行器需要較大機翼提供升力，而水下航行器需要減少表面積來降低阻力。哈佛大學(xué)的工程師們從角嘴海雀身上找到設(shè)計的靈感，這種華麗的喙鳥是自然界最牛的“混合動力車”，能自由地往返于空中和水下。

在德國舉行的智能機器人和系統(tǒng)國際會議上，哈佛大學(xué)微型機器人實驗室陳凱文為第一作者的相關(guān)論文被評為最佳學(xué)生論文獎。通過各種理論、計算和實驗研究，陳凱文的團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，角嘴海雀在空氣中和水中的撲翼動力學(xué)機制非常相似，兩種情況下，翅膀都是前后擺動，唯一的區(qū)別是擺動速度。

研究團(tuán)隊因此設(shè)計出首個既能飛翔又能游泳的機器蜜蜂，它比曲別針還小一些，其微型翅膀的煽動頻率可高達(dá)每秒120次。但它如此之小，分量如此之輕，根本沒辦法打破水面張力。為了克服這個障礙，機器蜜蜂會以某個角度懸停在水面，暫時關(guān)掉引擎，然后沉入水里下潛。

水的密度是機器蜜蜂面臨的第二重障礙。論文第二作者法瑞爾·赫爾博靈解釋說，水的密度是空氣的1000倍，若機器蜜蜂翅膀煽動的頻率不加調(diào)整，則很容易被毀掉。為此，研究團(tuán)隊將這個頻率從每秒120次降至每秒9次，但同時保持了煽動的動力機制以及相同的鉸鏈設(shè)計。

雖然這些設(shè)計保證了機器蜜蜂從空中到水下的無縫過渡，但反過來還不行，因為從水中出來時，還不能產(chǎn)生足夠的升力，而這正是研究團(tuán)隊下一步要攻克的難點。

陳凱文表示，對撲翼運動的分析并不只局限于昆蟲大小的微型飛行器，這個理論有潛力用來設(shè)計出更大的仿生機器人。