15岁少年打造仿生乌龟机器人：靠鳍划水不靠螺旋桨

Evan Budz 的灵感来自一次露营。他在安大略省池塘边观察一只鳄龟游动，发现它几乎不扰动水体，没有尾流，也几乎没有涟漪。

他随后想到，一台被派去研究池塘的机器人会怎么移动——靠旋转的螺旋桨。这种错位变成了一个科学项目。

传统水下无人机靠螺旋桨推进，噪音大、产生湍流，还会搅起水底沉积物。泥沙和噪音会吓跑鱼群、让水体变浑浊，破坏无人机本要观察的生态系统。Budz 意识到推进系统与任务冲突，于是照抄了乌龟的答案。

机器人叫 BURT，全称 Bionic Underwater Robotic Turtle。它像鳄龟一样游泳，靠一对前鳍拍动提供推力，不靠螺旋桨。设计复制真实海龟的分工：前鳍产生推力，较小的后肢负责转向和稳定，不参与推进。

Budz 用 SolidWorks 建模并 3D 打印零件，核心是一根装着电子元件的透明管，前端有拇指大小的摄像头。整机重约 11 磅，锂电池续航最长 8 小时，加太阳能板可延长；巡航速度约每小时半英里，与真实海龟相近。所有仿生设计只有一个目的：让 BURT 穿过水体时不搅动它。

BURT 不只是安静地游，它还是个安静寻找生态压力的观察者。前向摄像头接入树莓派，上面跑着机器学习模型，用来识别珊瑚白化、入侵物种生长和塑料垃圾。机器人按预设搜索网格自主行动，不需要系绳或远程操控；它游完路线、记录所见，并能把数据发出去。

真实世界后来修改了设计。当 Budz 把 BURT 从清水移到浑浊水域，水流和变化的光线让摄像头失效，于是他加了两样原本不在图纸上的东西：前端的灯，以及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，而不是整洁计划，逼出了最终机器。

96% 这个数字是真的，也有边界。测试中，BURT 正确标记了复制的珊瑚白化 100 次中的 96 次。“复制”是关键：珊瑚是 3D 打印模型，水是祖父母家的后院泳池，深度刚过 8 英尺，机器事先被展示过白化是什么样子。BURT 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，而是原型该有的报告方式。一个 15 岁少年在受控条件下建立干净基线，打到 96%，然后把机器带到复杂环境，暴露出基线漏掉的东西。这正是真实仪器开发的形状，只是发生在泳池里。评委认为这不只是学校项目：BURT 在 2025 年加拿大全国科学展拿下最佳创新项目奖，参赛者约 25,000 名学生；之后又在里加的欧盟青年科学家竞赛中拿到最高奖项之一。

奖项底下的想法才是耐久的部分：它是对人类观察自然方式的一次真实批评。人们造出吵闹、拖着尾流的机器，去研究那些会逃离吵闹和尾流的动物，然后相信它们从被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。