一款仅约 250 克重的仿生机器人，正尝试把飞行器与水下机器人的能力装进同一个小型平台。今年 7 月，麻省理工学院（MIT）与瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）研究团队公布了一款扑翼式空 — 水两栖机器人（FAAV）。该机器人模仿海鹦、海燕等潜水鸟类的运动方式，能够在水下游动，并突破水面进入空中飞行，相关研究发表于《Science》。

机器人会游又会飞早已不是寻常事，这项成果虽然仍处于科研原型阶段，但其产业意义不止于 “机器人会游又会飞”。对海洋产业而言，更值得关注的问题是：当机器人、传感器、电池和自主控制系统持续小型化，海洋数据采集是否会从大型调查装备主导，逐步增加一条低成本、小型化、高频次的技术路线？

跨介质平台：一台不足 300 克机器人跨越水与空气

FAAV 采用类似鸟类的结构，由机身、两片柔性扑翼和可控制方向的尾部组成。机身内部搭载电池和防水电机，通过曲柄机构驱动两侧机翼上下扑动。与传统无人机使用螺旋桨、传统水下机器人采用螺旋桨推进不同，这款机器人试图让同一套柔性扑翼同时承担空中飞行和水下推进任务。

研究团队分别在水槽和瑞士日内瓦湖进行了测试，实验显示，搭载中等尺寸机翼的机器人能够在水下游动、冲出水面并进入飞行状态，水下游速最高接近 1 米 / 秒，空中飞行速度约 6 米 / 秒。机器人总质量约 250 克，翼展约 80 厘米。MIT AURA Lab 公布的参数显示，其理论空中航程约 6 公里，水下航程约 2 公里，组件成本约 300 美元。

对一个实验室原型而言，这些数字更重要的意义并非与成熟 AUV 比拼续航，而是说明跨介质自主平台正在向更小的尺度发展。传统海洋机器人通常按工作环境划分：无人机负责空中侦察，无人船负责水面作业，AUV 负责水下航行，ROV 则通过缆线与母船连接执行水下任务。FAAV 探索的是另一种思路：让一个小型机器人跨越空气与水两个环境。 研究团队希望未来能够从岸边或船上释放类似机器人，让其飞往目标区域，再潜入水下进行测量或采样，完成任务后重新返回空中。潜在应用包括海洋科学研究、海洋生物调查以及近岸环境监测。

小型化可能：海洋探测装备的另一条路线

过去很长一段时间，海洋观测装备的发展逻辑比较明确：为了获得更远的航程、更深的潜水深度以及更多的传感器载荷，平台往往需要更大的体积、更强的动力和更复杂的保障体系。AUV、ROV 以及大型海洋调查船，解决的正是深海、远距离、长时间和高载荷等任务。

但并非所有海洋数据采集都需要这样的装备。例如近岸水体环境监测、港口及码头周边巡检、局部海域生态调查、赤潮和藻华监测，以及部分海洋生物观测，很多任务首先需要的是快速抵达、低成本部署和高频获取数据。在这些场景下，一台大型 AUV 可能并不是唯一选择。 如果单个平台的成本、重量和部署门槛能够进一步下降，海洋观测装备就有可能出现另一种发展方向：设备更小 — 部署成本更低 — 使用频率更高 — 数据覆盖范围更广。

不过，小型机器人并不意味着能够替代 AUV 和 ROV。大型水下装备在深度、续航、载荷能力、导航能力和复杂海况适应性等方面仍具有明显优势。 对于深海资源调查、海底地形测绘、海底工程检测等任务，小型仿生机器人目前无法承担同等工作。更现实的趋势可能是不同尺度装备之间形成任务分层：大型 AUV 和 ROV 承担深远海、长航程、高载荷任务；中型无人平台承担区域性连续观测；更小的机器人则有机会进入近岸、港口、河口和局部生态环境等高频任务。

产业演变：从 “一台机器人” 到 “一群传感器”

如果小型机器人进一步降低成本，其产业价值还可能发生变化。MIT AURA Lab 给出的 FAAV 组件成本约为 300 美元，这并不等于未来商业产品的最终售价，但它展示了低成本小型平台的可能性。对于海洋数据采集而言，设备价格下降带来的最大变化，可能不是让一台机器人承担更多任务，而是让同一个区域可以部署更多设备。

过去，一次海洋调查可能依赖一艘调查船和一台高价值装备，在有限时间内完成一次测量。未来，如果小型自主平台的成本足够低，则有可能形成多个移动观测节点，对同一片水域进行更加频繁的数据采集。研究团队也提出了类似设想：与其每周派出一次设备，不如未来实现更高频率的数据采集，让机器人反复执行 “飞行 — 潜水 — 测量 — 返回” 的循环任务。这意味着，海洋机器人可能逐渐从 “高价值作业装备” 向 “移动式数据节点” 演变。

当然，从一款自重不足 300 克实验室原型走向真正的海洋装备，还有很长的距离。首先是海况适应性，目前团队正在进一步测试机器人在波浪和风力等复杂环境中的表现。其次是能源与通信，小型化意味着电池容量和有效载荷受到限制，机器人究竟能够搭载多少传感器、连续工作多久，以及如何在海上稳定传输数据，仍需进一步解决。再次是自主性，如果未来大量小型机器人同时工作，仅靠人工遥控并不现实，需要进一步提高自主导航、任务规划、避障和数据处理能力。最后是可靠性和维护成本，海水腐蚀、生物附着、波浪冲击以及复杂水下环境，都可能对小型精密设备提出更高要求。真正决定这类装备能否进入海洋产业的，并不只是 “能不能飞、能不能游”，而是能否形成完整的传感器、能源、自主控制、通信和数据服务体系。

未来展望：海洋探测设备的下一步可能是 “更小”

FAAV 仍是一项科研成果，但它所展示的技术方向对海洋产业意义重大。过去，海洋装备的核心竞争力往往集中在 “更深、更远、更久”。随着微型传感器、轻量化材料、低功耗芯片和自主控制技术的发展，另一种竞争力正在出现 —— 更小、更便宜、更容易部署。

当然，这也并不意味着大型 AUV、ROV 或调查船会退出市场，而是意味着海洋数据采集可能拥有更多尺度的装备选择。从这个角度看，一台不足 300 克、能够在空气和水中切换运动状态的仿生机器人，真正值得关注的并不是它有多 “奇”，而是它所代表的一个潜在变化：未来的海洋观测，或许不再只是依靠少数大型装备深入海洋，而是由越来越多的小型自主设备，把海洋数据采集做得更近、更频繁，也更低成本。