有没有想过像美人鱼那样，跳进水中后腿部瞬间变成脚蹼？现在，耶鲁大学的研究团队真的发明了这样的机器人，并将其登上了《自然》杂志的封面，标题是“乌龟黯然失色”。

这个机器人的灵感来源于水龟和陆龟，它可以在陆地上像陆龟一样正常行走，一旦进入水中，它的腿会变成类似鳍的结构，轻松自如地游动。《自然》杂志的首席物理科学编辑将这种形态变化称为“按需进化”，让人不禁心生羡慕。

传统机器人的设计通常采用固定的结构和行为模式，这限制了它们在不同环境中的适应能力。为了使机器人能够在陆地、水下及两者之间的过渡区域自由移动，研究团队提出了“自适应形态变化”的设计理念。这种方法的核心在于，机器人的形态和行为由一个统一的结构和驱动系统来控制。

该机器人结合了刚性部件和柔软材料，以增强其四肢的形状，并根据不同环境调整步态。其整体结构包括四个主要部分：底盘、外壳、肩关节和可变形的肢体。底盘负责容纳电子设备，外壳不仅提供保护，还能调节浮力。

肩关节和可变形的肢体是实现这一功能的关键。肩关节具备三个自由度，而可变形的肢体由两部分组成：顶部的气动执行器和底部的温度敏感材料。通过加热使材料软化并充气，机器人的四肢形状会发生变化，既能适应陆地行走，也能在水中自如游动。

科学家们在水下和陆地（包括瓷片、混凝土和花岗岩等环境）上测试了两种最稳定的步态。此外，他们还为机器人设计了一条从陆地过渡到水下的路径。实验显示，机器人在尚未完全浸入浅水区时，已经能够开始游泳。

科学家还将该机器人与其他陆生和水生动物及机器人进行了比较。结果表明，ART机器人在单一环境下的表现与最先进的单模态机器人相当，甚至在某些情况下超越了它们，同时也超过了某些动物。

这项研究的潜在应用包括海岸生态系统的监测、潜水员支持以及海洋养殖。在学术研究领域，这款机器人还可以帮助研究人员更好地理解复杂冲浪区及其他环境过渡区的运动学原理。

更多详细信息可参考相关论文和新闻报道。