馬里蘭大學（University of Maryland，UMD）的研究團隊正在推進水下無人機技術，開發一款受鮪魚啟發的「機器鰭」。這項計畫希望能提升水下無人機的前進速度和機動性，彌補水下無人載具（unmanned underwater vehicles ，UUV）與空中無人機之間的性能差距。

據科技新聞網 Interesting Engineering，這款以鰭為動力的無人機有望改變深海探索的方式，並在效能上超越現有的機種。馬里蘭大學機械工程助理教授塞爾德拉（Huertas Cerdeira）表示，他是從海洋生物的游泳姿態獲取靈感。這些生物經過數百萬年的演化，比任何使用螺旋槳前進的裝置都靈活許多。

塞爾德拉認為，我們沒辦法使喚魚群，但我們可以製造一台像魚一樣游動的無人載具，並不斷精進其游泳型態。

受鮪魚啟發的構想

目前世界先進的水下無人載具都須依賴螺旋槳前進。然而，隨著機器人技術和自主系統的進步，無人艦艇的執行任務變得更加複雜，且需要具備高效能、更富彈性的機動性和隱密性。於是，馬里蘭大學的科學家便開始轉向受生物啟發的推進系統，因為海底生物的游泳技能明顯優於人造裝置。

以檢查和修復海底天然氣管線的水下無人載具為例，它們需要長時間航行並同時保持精準的位置。然而，目前這類載具內建的推進器通常存在著增加阻力或反應遲緩等缺點。

科學家透過將工程原理與自然界的概念結合，提出了一種專為水下無人載具設計的推進系統，該系統模擬了鮪魚等魚類的尾鰭運動。

這款載具配備了一個控制系統，讓裝置在無人機上的尾鰭分別在三個方向自由擺動。由於尾鰭具有調整彈性，使得無人機的活動範圍比裝置螺旋槳的機種更為廣闊。然而，如何精確掌控尾鰭的移動幅度與方向，仍是有待學者克服的挑戰。

為了解決這個問題，研究人員透過測試不同的運動模式並分析其實驗結果，發現最有效的尾鰭運動模式，使得水下無人載具能更靈活移動。

增進移動速度與機動性

透過機器鰭的擺動，無人載具相較於傳統螺旋槳的推進方式，能展現超過 20% 的前進速度。傳統螺旋槳在低速前進時的機動性與穩定性較差，而安裝機器鰭的無人載具則能進行比魚類游動更為複雜且靈活的動作。

這種機器鰭能更精確地掌控移動方向，並有效利用水流實現全速前進。其移動方式不僅超越了魚類的擺尾和昆蟲翅膀拍動，甚至在效率和靈活度上優於這些自然界的運動模式。與傳統螺旋槳相比，這項技術使載具的機動性提高了近 50%。

儘管這個設計較為複雜且成本較高，但其結構堅固，能夠承受更大的水壓。除了具備優異的耐用性，裝置機器鰭的載具還能運送精密儀器。操作員可透過系統調整機器鰭的擺動幅度，靈活應對各種需求。

馬里蘭大學團隊計劃在今年底於校內的動力實驗室打造並測試鰭的初代原型。接著，他們打算將鰭安裝於無人機上，實地進行海底測試。