Evan Budz的灵感来自一次露营。他当时在安大略省的池塘边看一只鳄龟在水里移动,注意到的是它几乎不扰动周围环境,没有尾流,几乎没有涟漪,一只动物穿过池塘,身后什么都没改变。然后他想到,一台被派去研究这个池塘的机器会怎么移动,靠转动的螺旋桨。这个错位变成了一个科学项目。传统水下无人机靠螺旋桨推进,有噪音、产生湍流、把水底的沉积物搅起来,而搅起的泥沙和机械噪音恰好会吓跑鱼群、让水体变浑浊,把无人机本来要观察的生态系统破坏掉。Budz意识到,推进系统跟任务本身是冲突的。于是他抄了乌龟的答案。

前鳍推进,后肢转向
他的机器人叫BURT,全称Bionic Underwater Robotic Turtle。它像那只鳄龟一样游泳,靠一对前鳍拍动,不靠螺旋桨。设计复制了真实海龟的分工,前鳍产生前进推力,较小的后肢负责转向和稳定,不参与推进。Budz用SolidWorks建模,3D打印零件,核心是一根装着电子元件的透明管,前端有一个拇指大小的摄像头。整机重约11磅,跟一只大猫差不多,锂电池续航最长8小时,加太阳能板可以延长,巡航速度约每小时半英里,跟真实海龟的速度差不多。他说拍动鳍更用力还能更快。所有这些仿生设计的目的只有一个,让BURT穿过水体时不搅动它。其他所有设计都建立在这个前提上。
摄像头加机器学习,自动搜寻生态压力信号
BURT不只是安静地游,它是个安静地找麻烦的游者。前向摄像头接入一块树莓派,一张扑克牌大小的计算机,上面跑着机器学习模型,训练来识别生态压力信号:珊瑚白化、入侵物种生长、塑料垃圾。机器人按预设的搜索网格自主行动,不需要系绳,不需要远程操控,它游完路线、记录看到的东西,可以把数据发出去。这是一台自主、静默、自导航的观察者。真实世界后来修改了设计,这是多数转述会跳过的部分。当Budz把BURT从清水里移到浑浊水域,水流和变化的光线让摄像头失效了,于是他加了两样原本不在图纸上的东西,前端的灯,和一个用高频声音感知摄像头看不到的障碍物的超声波换能器。是真实水柱的问题,不是整洁的计划,逼出了最终的机器。
96%这个数字,有它的边界
96%是真实的,也正是你的怀疑该预料到的那样。在测试中,BURT正确标记了复制的珊瑚白化100次中的96次。复制这个词是关键。珊瑚是3D打印的模型,水是他祖父母家的后院泳池,深度刚过8英尺,光线稳定,深度固定,机器事先被展示过白化是什么样子。它后来去过安大略湖,跟泳池完全不一样,但96%属于受控测试,不属于开放湖泊,更不属于真实珊瑚礁。这不是贬低,这是原型该有的报告方式。一个15岁的少年在受控条件下建立了干净的基线,打到96%,然后把机器带到足够 messy 的地方,暴露出基线漏掉的东西,这正是一台真实仪器开发的形状,只是发生在一个泳池里,操刀的人读十年级。评委认为这不只是一个学校项目。BURT在2025年加拿大全国科学展上拿下最佳创新项目奖,参赛者来自全国约25000名学生,之后又在里加的欧盟青年科学家竞赛中与数十个国家竞争,拿到最高奖项之一。奖项底下的想法才是耐久的部分,它是对我们观察自然方式的一次真实批评。我们造出吵闹、拖着尾流的机器去研究那些会逃离吵闹和尾流的动物,然后相信它们从一个被自己到达时扰动过的环境里带回的数据。一个少年看了一只乌龟在2亿年前解决了这个问题,然后直接抄了答案。观察一个池塘而不改变它的最好方式,原来在中生代就申请了专利,用鳍,不是螺旋桨,而它需要的是一次露营和一只鳄龟来提交提醒。
