小巧、自供电的Marangoni冲浪者机器人可以像水虫一样冲浪。图片来源：美国密歇根技术大学

人类总是从大自然中汲取创新的灵感。从天上的鸟到海里的鱼，通过研究这些生物几千年来自然完善的东西，工程师们创造了对我们今天的生活方式至关重要的新技术。当涉及到在陆地、空中和水下旅行时，生物启发的机器人技术突破了我们认为可能的界限。

现在，来自美国密歇根技术大学的工程师已经开发出一种微小的、自供电的机器人，其灵感来自滑水昆虫。

你可能认为水黾生物，如昆虫、蛛形纲动物，甚至细菌，只是通过摆动它们的腿在水面上移动，但实际上它们利用的是所谓的Marangoni效应（是指当一种液体的液膜当受外界扰动（如温度、浓度）而使液膜局部变薄时，它会在表面张力梯度的作用下形成Marangoni流，使液体沿最佳路线流回薄液面，进行“修复”。）。Marangoni效应发生在两相之间的界面存在表面张力梯度的时候--在大多数情况下，是液体-气体界面。

在这些生物的超强能力的激励下，研究人员构思并创建了一个自我驱动和远程控制的机器人，该机器人完全依靠Marangoni效应进行推进和改变方向。

这个冲浪机器人不仅可以站在自由的水面上，而且还可以通过控制异丙醇（IPA）的释放，利用马兰戈尼推进力来实现运动和机动性。

工程师们开发了定制的流量控制和转向机制。这些功能补充了集成的动力和燃料源、一个远程发射器、一个接收器和两个舵机，从而形成了一个具有无可比拟的功能的非系留机器人冲浪器。冲浪机器人中的集成技术消除了复杂和不受欢迎的功能，如嘈杂的发动机或螺旋桨，这些都会干扰或伤害海洋生物。这意味着更少的干扰被引入到液体的主体中，减少了阻力，使机器人更像它所模仿的昆虫，同时具有在运行中几乎无声的额外好处。

这种无声的水黾机器人的长度约为110毫米，每秒可行驶0.8个体长。目前，该机器人可以达到每秒约100毫米的速度，每毫升推进剂燃料的燃油效率约为600毫米。

该团队现在正在努力实施新的和替代的设计和推进剂，以实现更大的速度和更高的燃料效率。他们希望该技术有朝一日能在诸如野生动物观察或难以进入的地点的环境监测中找到用途。