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   近日，美國弗吉尼亞理工大學(xué)的研究者開始參加一項旨在研究水母運動模式的項目，以幫助美國海軍設(shè)計水母仿生機器人。

   許久以來，水母一直被認為是一種由簡單肌肉組成，運動效率很低，只能“隨波逐流”的物種。

   而據(jù)美國《國家科學(xué)院院刊》的一篇論文報道，上述項目發(fā)現(xiàn)水母是地球上能量利用率最高的“天然推進器”之一。研究人員發(fā)現(xiàn)，水母并非在水中持續(xù)不斷地游動，而是通過鐘形身體不斷收縮與舒張，以停頓——前進——停頓的模式前進。而其前進的動力部分來自于在停頓過程中形成的渦流。也就是說，這種生物在將水從身前“搬運”到身后的過程中，制造了一個真空的“洞”。水流在填滿這個“洞”時，順便為水母提供了推力。

   這種借力于渦流的運動方式，使水母每次一縮一張的行進距離增加了30%，也減小了水母在游動過程中肌肉的能量消耗。弗吉尼亞理工大學(xué)機械工程學(xué)教授Shashank Priya說：“水流能夠幫助水母運動并節(jié)省能量。事實上，水流推動了水母前進，而水母則通過收縮擴展過程來保持這種推力。”

   同時，研究人員通過計算食物攝入量和運動能量消耗還發(fā)現(xiàn)，水母的能量利用率約比其他動物高出48%。正是憑借這種高超的節(jié)能技巧，這種生物幾乎遍布整個海洋，甚至在一些人造設(shè)施，例如港口和造船廠里也有它們的身影。

   為此，該項目研究人員希望能夠?qū)⑺釜氁粺o二的運動方式用于設(shè)計機械水母，最終制造出一種能耗低、航程遠的仿生機器人。“水母具有比其他海洋生物都低的代謝速率，極強的生命力還有適合裝載貨物的外形，這些特點使其成為一種理想的仿生對象。”Shashank Priya說。

   據(jù)介紹，該項目由弗吉尼亞理工學(xué)院下屬的美國海洋生物研究所主持，衛(wèi)普頓斯學(xué)院、羅杰威廉斯大學(xué)以及加州理工大學(xué)共同參與。其中，Shashank Priya的團隊負責(zé)計算機模擬部分，即在水族箱中拍攝水母的運動過程，然后將錄像轉(zhuǎn)化為計算機可以識別的信息，最終使計算機能夠模擬水母的運動。這種技術(shù)與被廣泛應(yīng)用在《指環(huán)王》等電影中的特技——動作捕捉技術(shù)類似。

   負責(zé)計算機模擬具體操作工作的該校機械工程系博士生Colin Stewart告訴記者，計算機模擬水母可以讓研究人員自由控制其運動狀態(tài)。不過，相比捕捉鯊魚、游泳運動員等水中物體的運動來說，捕捉水母運動的難度特別大，因為水母柔軟而靈活的身體令計算機很難識別。

   目前，相關(guān)實驗室已經(jīng)研制出一些水母機器人。例如，該校此前曾為美國海軍研制出一款名為Cyro、長為5.7英尺、重170磅的水母原型機器人。