科学家从大自然中汲取灵感 开发出能钻过柔软沙地的蛇形机器人

导读：机器人是探索陆地、海洋、天空和太空的好帮手，但有一个环境对它们来说比较棘手，那就是我们脚下的土地。

据外媒报道，机器人是探索陆地、海洋、天空和太空的好帮手，但有一个环境对它们来说比较棘手，那就是我们脚下的土地。现在，加州大学圣塔芭芭拉分校（UCSB）和佐治亚理工学院的工程师们已经开发出一种蛇形机器人，它使用一系列方法钻过柔软的沙地或土壤。

蛇长期以来一直是机器人的灵感来源，这要归功于它们的相对简单性和运动的多功能性。因此，它们已经被用来探索诸如沙丘、海床、管道、废弃的核电站，甚至是人体等环境。

现在他们正往地下走。当然，这里最大的障碍是，即使在沙子和土壤这样的颗粒状材料中，阻力也比在水或空气中大得多。但是加州大学圣塔芭芭拉分校和佐治亚理工学院的团队开发了一种机器人，可以通过多种方式解决这个问题。

新的设计从现有的软体机器人开始，它通过从其顶端“生长”来移动，就像一根藤蔓。这已经有助于它的地下冒险--因为尖端是唯一的运动部分，摩擦力远远低于整个身体的运动。为了帮助它更容易地移动，一个装置被连接到机器人的“生长”尖端，在它前面吹气，将沙子推到一边，以清理出一条道路。

但是，还有一个挑战：在水平地穿过沙子时，机器人往往会上升，直到它出现在表面。这是基本的物理学原理--机器人上方的少量沙子所产生的压力远远小于其下方紧实的沙子所产生的压力。

为了解决这个问题，研究小组使机器人也向下发射空气，以减少摩擦。研究人员在前面添加了一个楔子，他们的灵感来自于一种受蜥蜴启发的机器人，也有助于开辟道路。最终的结果是一个小型机器人，可以相对容易地在干燥的颗粒状介质中移动。它可以通过像蛇一样的扭动和转弯，或潜入沙中并在另一侧重新出现来避免障碍物。

该团队表示，这种设计可以在土壤取样和地下安装管道和电缆等方面派上用场。

这项研究发表在《科学·机器人学》杂志上。在下面的视频中可以看到蛇形机器人的行动。