高中生造出仿生机器海龟，能悄无声息监测生态威胁

一只鳄龟的优雅泳姿，竟让一位15岁高中生萌生了用机器人保护海洋的念头。加拿大安大略省的Evan Budz在一次露营时看到鳄龟在水中流畅游动，几乎不扰动周围环境，于是决定仿造一只机器海龟。他花费大量时间研究海龟的运动学，用3D建模和电子知识造出了名为BURT（Bionic Underwater Robotic Turtle）的仿生机器人。BURT重约11磅，靠前鳍推进、后鳍转向，内置树莓派微电脑和AI模型，能自主巡航并检测珊瑚白化、入侵物种和微塑料等生态威胁。目前BURT仍处于概念原型阶段，已在泳池和安大略湖完成初步测试。

目前能确认到哪一步
概念原型（concept）。由高中生Evan Budz个人研发，尚未量产或商业化。已在模拟珊瑚礁的泳池和安大略湖进行测试，能识别复刻的珊瑚白化，准确率达96%。

从鳄龟到BURT：仿生设计的灵感与实现
Evan Budz在露营时看到一只鳄龟在水中优雅游动，几乎不扰动周围环境，这让他想到：如果能复制这种运动方式，就能造出一台不打扰海洋生物的监测机器人。他花了大量时间观看海龟游泳视频，并与当地水族馆专家交流，了解到海龟用前鳍推进、后鳍转向。随后，他利用SolidWorks 3D建模软件设计原型，并用3D打印机制造零件。

BURT的四个鳍状肢比例与真实海龟一致，但整体尺寸更小，便于在不同水域活动。它重约11磅，大部分重量来自压舱金属，以实现水中中性浮力。机器人主体是亚克力管，内部装有树莓派微电脑、GPS模块、摄像头和多种传感器，可自主按预设网格巡航，并通过AI模型实时分析环境数据。



AI与传感器：BURT如何“看见”生态威胁
BURT的前置摄像头负责“观察”周围环境，图像数据传入树莓派微电脑，运行AI模型识别珊瑚白化、入侵物种和微塑料等威胁。此外，机器人外部还装有超声波传感器和深度传感器，用于避障和保持深度。GPS模块确保它按预定路线巡逻，无需线缆束缚。在模拟测试中，BURT对复刻的珊瑚白化识别准确率达96%。

目前BURT的巡航速度约为0.5英里/小时，与真实海龟相当。如果需要更快，只需调整鳍肢摆动频率。电池续航约8小时，另配有太阳能板可延长工作时间。Budz表示，未来计划将BURT带到更多真实环境中测试，并已为浑浊水域加装前灯和超声波传感器。





从泳池到湖泊：测试进展与未来展望
BURT的大部分测试在祖父母家后院泳池进行，深度约8英尺。Budz用3D模型模拟珊瑚礁环境，训练机器人识别白化珊瑚和入侵物种。随后，他在安大略湖进行了实地测试，验证机器人在自然水域中的表现。据Budz称，测试结果令人鼓舞，但他强调目前仍是概念验证阶段。

下一步，Budz计划测试BURT的最大下潜深度，并探索在更复杂水域（如浑浊或强流环境）中的适应性。他还希望优化AI模型，使其能识别更多生态威胁。尽管BURT尚未量产，但这一青少年发明已展现出低成本、低干扰监测水下生态的潜力，未来或可用于科研和环保监测。

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• popsci.com

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