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对于动物来说 ， 最大的进化压力之一是需要降低其运动的能量成本 ， 同时仍然能够在非结构化和多变的地形中移动 。 无数动物已经进化出在水和空气中的动力运动之间的无缝过渡 ， 并以有效觅食和迁移所需的效率在两种介质中移动 。 生物灵感是设计过程中一个特别强大的工具 ， 传统的单一模式设计策略变得不那么适用了 。 微型机器人的设计尤其如此 ， 在这种情况下 ， 能量和功率密度有限 ， 运输效率至关重要 。
然而 ， 生物灵感不应该涉及盲人复制自然系统的形态或行为 ， 动物面临与其机器人对应物不同的设计限制 。 进化本身朝着充分而非优化设计的方向发展 ， 动物和机器人面临的进化压力并不总是相同的 。 例如 ， 滑翔脊椎动物的许多常见特征 ， 例如背腹扁平的身体或四肢之间的织带 ， 可能被其他动物用于展示或伪装 ， 而不是任何空气动力学目的 。 因此 ， 重要的是不要简单地复制自然 ， 而是要检查和抽象指导实用的优化设计的关键原则 。
超过40种海洋鱼类已经进化出能够在水面以上进行长时间飞行的能力 。 这些动物从水面跃出并在扩大的胸鳍上滑行 ， 并且能够在空中飞行40多秒 。 在水下 ， 远洋飞鱼是传统的游泳者 ， 它们的胸鳍折叠在身体上 。 但是当在飞行中展开时 ， 这些鳍片会形成高性能膜状机翼 。 机翼的柔韧性还允许鱼的身体相对于其机翼旋转 ， 从而提供进一步的稳定性 ， 尤其是在出现期间 。
机翼本身有尖端 ， 这将减少诱导阻力而不增加根部弯曲力矩 。 翼膜由许多软骨鳍条支撑 ， 具有L形横截面 。 这种结构将提高机翼刚度重量比 ， 但也允许在折叠时进行镶嵌 。 这种结构还为展开的机翼提供了一个非光滑的表面 ， 这也可能在低雷诺数范围内提供空气动力学性能优势 。 在水下 ， 一条典型的30cm飞鱼以低速游行 ， 但在离开水面时能够以高达10m s-1的速度爆发游动 。
然而 ， 滑翔速度在 在15-20ms-1 的范围内 ， 鱼能够更好地在空气中达到这些高速 ， 从而减少阻力 。 通过“滑行”阶段获得额外的速度 ， 将翅膀展开离开水面以平衡体重和升力 ， 而只有尾鳍保持浸没 ， 并可以继续推动动物 。 这还可以通过间歇性滑行和“加满”空速来延长飞行时间 ， 并使鱼能够更多地利用地面效应 。 与大多数鱼类一样 ， 它们的皮肤会分泌一种粘液 ， 这种粘液可降低粘度、表面活性剂和疏水性 。
可以减少阻力、缓解机翼展开并有助于在飞行中洒水的功能 。 唯一可以被认为是真正的动力飞行的完全水生动物是鱿鱼 。 会飞的鱿鱼有两组可展开的翅膀 。 它们的后部 ， 主要升力面由它们的触手形成 ， 张开以拉伸薄膜 ， 前翼由一对鳍形成 ， 它们也用于在水下以低速进行扑翼推进 。 鱿鱼的前鳍比非飞行物种的前鳍具有更高的纵横比 ， 这可能是适应飞行的结果 。 为了为它们的飞行提供动力 ， 这些动物使用加压水射流在空气中提供推力 。
【对于动物来说，最大的进化压力之一是需要降低其运动的能量成本】这种机载喷气式飞机为鱼提供了最终的动力提升 ， 使它们能够以类似于飞鱼的方式进行空中跳跃滑翔 。 这些飞行可以持续7-8秒 。 游泳的时候在水下 ， 喷射推进的效率基本上低于硬骨鱼和鲸类通过拍打鳍和尾巴进行的运动 ， 因为推进时必须移动更大的水量 。 然而 ， 喷气推进的推力响应要快得多 ， 这使鱿鱼在逃生和机动性方面具有优势 。 此外 ， 喷射机制独特地适用于空中-水上任务 ， 因为它可以在水中和空气中提供相等的推力 。
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