像海獅一樣游泳的超隱形潛水器？並不是沒有可能！
# 感謝 符符 童鞋投遞譯稿
喬治華盛頓大學的梅根·萊夫特威克，是一名機械工程師。三年前，她帶著孩幾們在動物園玩的時候發現：誒？海獅在水箱里游泳的姿勢有點奇怪。像鯨魚和海豚的海洋生物，或者說幾乎所有魚類，都是靠尾巴發力來游泳的。海獅呢，就很標新立異。它們可以說是用鰭(也就是那又短又萌的兩隻手啦)拉著自己的身體前進的。
它們的機動性無人能敵，捕獵(就連逃跑)都像跳舞似的遊刃有餘。梅根好奇，它們的鰭到底為什麼這麼厲害呢？為了揭開這個謎底，她現在在用3D列印技術做海獅鰭的複製品(沒錯就是3D列印)，並希望有一天工程師們能夠利用海獅的小秘密創造出易操作又隱形的水下航行器。成功的話當然好處多多，比如說在探索水下礦藏的時候，就能更好地避開危險啦。
要做出一個機器鰭，梅根得先搞明白海獅們的動作。她已經知道基本原理：海獅把它大而有力的鰭從鼻子划到肚皮，「這就產生了一個衝力，」梅根解釋。「這股衝力推著海獅往反方向走。嗯…就跟人類的蛙泳差不多。」而且由於海獅整個身體都是流線型的，它們不需要總划水，劃一會兒歇一會兒，利用慣性往前滑就可以了。
但是呢，當你近距離觀察海獅鰭的後邊緣時，就會發現事情遠沒有那麼簡單。它們鰭的後沿不是直的，而是波浪形的。座頭鯨一類的海洋哺乳動物的鰭上也有同樣的結構，但是梅根表示自己基本沒見過像海獅波浪那麼整齊、明顯的鰭。估計就是這些波浪狀的邊緣讓水流均勻地通過整片鰭，並且讓推力達到最佳效果吧。
為了搞明白其中的機制，梅根帶著團隊仔細觀察了海獅鰭上21個不同的區域，從中發現了將近21種不同的表面紋理。「鰭的前沿有一些厚而帶著鱗片的皮膚斑塊，這些地方毛髮比較稀疏，」她說「然而鰭的後沿一點毛髮都沒有，所有的槽都是朝著末端長的…就像是朝一個方向長的細緻皺紋。」
電子顯微鏡下海獅鰭上的不同紋理的掃描圖像。注意到後沿帶槽的紋理和前沿不平整的紋路了么
所以原理到底是什麼呢？梅根認為，一方面，帶鱗片的前沿會產生湍流，水流就能「吸附」在海獅的身體表面，也就是方向與身體表面平行。這樣海獅有足夠的「抓水力」，機動性就更強。而另一方面，後沿的槽可以讓水流向一致的方向，而不是毫無章法地流過整個鰭。
但以上都還只是理論而已……要徹底搞明白海獅的鰭到底怎麼工作的，她得自己做一個鰭。
鰭呀，鰭呀，你比閃電還快
海獅的最初的發展時間線是很殘酷的——它們的鰭上很多不完美的東西都被進化掉了，最後才變成了現在樣子。「我們有超詳細的激光掃描，知道海獅鰭到底長什麼樣子。我們可以3D列印出長得一摸一樣的機械鰭，」梅根說。最終產物是用硅做的，裡面塞滿了電線之類的機械內膽。另外，梅根帶領團隊對游泳的海獅進行了動作追蹤，這樣他們就能確定機械鰭該怎麼遊了。
原型在手，就可以開始測試和優化啦！畢竟這才是重點嘛。把機械鰭放到裝滿流動水的水槽里，研究人員就能夠測量結構拍擊時的推力和阻力。然後他們再進行輕微調整——比如不考慮鰭後沿波浪狀的特徵，再觀察機械鰭表現的變化。「我們能測出不同形狀所產生的推力、阻力係數的不同，就能大概知道形狀是怎麼影響後者的了，」梅根表示，他們到年末就能掌握一些可靠數據了。
這個腦洞是為了有一天能夠創造出模仿海獅游泳的水下航行器來。「這個應用當然支持你研究的這個大小的任何動物，所以你想的也許是中等大小的水下航行器，」梅根說。「所以我們現在說的不是那種小型的遙控帆船，但我們說的也不是1:1大小的潛水艇。」
一些複雜的自動水下交通工具——大多長得像裝著翅膀和尾巴的魚雷——已經在海洋里遨遊了。但是這些自主式水下航行器(AUV)是用螺旋槳作推動力的，而且機動性和被下了鎮靜劑的海牛一樣差。
「但如果你想讓它更靈敏一點呢？如果需要派一個水下工具去拆除二戰時期埋在海底的炸彈呢？」梅根反問。「用胳膊去推就能靈敏不少。就像如果你突然發現情況不好，調頭的速度就會快很多。」
螺旋槳還會產生渦流結構，讓自身容易被敵人發現和追蹤。海豚和鯊魚也會產生這種典型的渦流，但是海獅卻不會。
「海獅的尾跡似乎只是一股有力的水流，水流周圍環繞著沒那麼連續的漩渦，」梅根解釋說。借著開發海獅游泳原理的策略，工程師們沒準就能創造出沒有渦流的自主式水下航行器了，也就是「水動力靜音」。
至於說能在鼻子上頂皮球的自主式水下航行器……那可要再努力努力。不過夢想再大也不過分嘛。
※智能熱水器叫好不叫座？這幾款總有你想要的
※熱水器用完後電源是插著還是拔掉？其實很多人都做錯了！
※你家裝電熱水器還是燃氣熱水器呢？老師傅是這樣講的，不看不知道！
※你買的不是凈水器，而是一家人的幸福
※婆婆經常關熱水器，不用時要關掉電源嗎？你是不也和我一樣想錯了
※熱水器不用時需要關掉電源嗎？原來多數家庭都做錯，看完這些懂了
※太陽能熱水器死穴是產品不給力
※凈水器雖好，也不是人人都需要，比如…
※熱水器要這樣清洗才徹底，怪不得我家洗完澡表皮總是粘粘不幹凈！
※洗澡到底是用電熱水器還是燃氣熱水器好？ 仔細算完賬才覺得自己買錯了
※聰明人喜歡把熱水器插著不拔來省電，沒想這樣電費貴一半
※原來電熱水器鎂棒這樣換就沒水垢了，再也不用花錢請工人了！
※冬天用太陽能熱水器原來還要注意這些，好後悔這些年都用錯了！
※雖然凈水器有些人不認可，但是每家必裝，市場普及已是必然趨勢！
※什麼樣的凈水器才是我們真正需要的？
※熱水器插座不接地線安全嗎？聽電工一說，下次再也不敢這樣裝了
※肉眼都能看得出來 小米凈水器的效果還真不是靠嘴吹出來的
※不用熱水器的時候直接關掉！那還不如這樣用著省電！
※大開眼界！這才是熱水器該有的樣子，太人性化了！