可以像蛇一樣靈活,科學家開發出蛇形機器人
何渝婷編譯
2020-02-20 14:35

(取自Johns Hopkins University 網站)

談起仿生學,我們並不陌生,模仿生物的構造和功能而發明的新工具,在人類歷史上比比皆是。最近科學家們又從蛇身上得到啓發,打造出能滑行前進,並越過障礙物的蛇行機器人。

美國約翰·霍普金斯大學的工程師們研究了蛇的活動機制,將原理應用到了可靈活行動的機器人上,希望這種機器人能在搜索和救援中大展拳腳。

「我們從這些令人毛骨悚然的生物上尋找靈感,因為它們在日常生活中,早已能自如地越過障礙。」研究人員之一Chen Li表示,「希望我們的機器人,能夠學習如何像蛇一樣滑行。」

以攀爬不同高度和表面的台階為例,研究人員注意到,蛇的身體採用了側身起伏與懸臂狀相結合的形態,身體分為三部分行動,前後段來回移動,中間部分則保持不動。

靠近台階時,前段長度增加,中間段長度不變,後段長段縮短。對於較高的台階或表面光滑的台階,蛇的速度和搖擺幅度都會降低,以保持攀爬的穩定性。

工程最早根據蛇的行為模式,打造出的是帶有一個十段輪式履帶的機器人,但初代結構穩定性不足,經常翻車或被卡住,後來工程師通過在每個單向輪與機身各部位之間插入懸停裝置,減少其滾動的不穩定性。

如今這種蛇形機器人已經能爬上相當於體長38%高度的表面,且速度幾乎與蛇一致。不過,由於增加了懸停裝置,能耗也隨之增加,且目前能量轉化率較差,降低能耗和讓機器人在更複雜的表面活動,是接下來研究工作的重點。

本文為愛范兒授權刊登,原文標題為「像蛇一樣靈活,科學家開發出蛇形機器人