科學(xué)日報網(wǎng)站2017年11月17日報，在侏羅紀早期至中期（1.35億至1.2億年前），有一種名為蛇頸龍（現(xiàn)已滅絕）的海洋爬行生物繁衍興盛，它能在空氣中呼吸，擁有不可思議的長頸和光滑的身軀。與當今的一些動物不同，蛇頸龍是用四只幾乎同樣大小的槳狀鰭和肌肉在海里游弋，而包括企鵝、海龜還有海獅一類的動物，則依靠更大更強的前鰭推進，較小的后鰭主要被用來轉(zhuǎn)向。

盡管現(xiàn)在分析手段并不成熟，但化石記錄顯示，蛇頸龍分布相當寬泛而且多產(chǎn)。英國南安普頓大學(xué)的研究團隊受此啟發(fā)，開始研究四鰭游動和兩鰭游動相比有何優(yōu)勢。11月19-20日在丹佛市舉行的第七十屆美國物理學(xué)會流體動力學(xué)分會上，他們介紹了已有研究成果。

蛇頸龍

在早期工作中，該團隊用串聯(lián)鰭在水洞中實驗，證明了后鰭利用前鰭使性能獲得顯著提高，這類似于鳥類在隊列中的飛行。他們發(fā)現(xiàn)后鰭的推力提高了60％，效率提高了40％。

該團隊目前的工作被稱為“亞特蘭蒂斯計劃”，旨在將這種串聯(lián)鰭增效應(yīng)應(yīng)用于游泳水下機器人上。南安普敦大學(xué)海洋與海洋研究所副教授加布里埃爾·韋茅斯（Gabriel Weymouth）說：“我們希望它能讓海底探測更加靈活。學(xué)生們從零開始，構(gòu)建了一個完全自主式的機器人，并設(shè)計成只用兩臺電機發(fā)動，每側(cè)一臺的形式。要完成這樣的設(shè)計，每只鰭須在軸上自由轉(zhuǎn)動，不使用電動機、傳感器或控制系統(tǒng)。這也很大程度上簡化了裝置，降低了成本。”

無人潛航器

學(xué)生們的工作表明，只需一個非常簡單的機制，就能利用蛇頸龍串聯(lián)鰭的增效應(yīng)。韋茅斯說：“會議上，我們將集中闡述設(shè)計中所用的特殊的水力原理，每個鰭的轉(zhuǎn)軸都經(jīng)過了開源流體力學(xué)軟件的優(yōu)化，以使它們能產(chǎn)生大的效率和推力。經(jīng)過測試，我們的機器人有相當快的速度和高機動性?！?

據(jù)韋茅斯說，他們已經(jīng)開始一系列優(yōu)化設(shè)計、控制以及鰭形的工作。他說“我們的長遠目標是繼續(xù)用這個理念開發(fā)出一個能在真實環(huán)境中自主運行的機器人?！?