外形類似毛毛蟲，行動十分靈活，還具有和毛毛蟲一樣的滾動彈射能力，這是近日由美國塔夫茨大學(xué)的研究人員研制出的軟體機器人。相關(guān)研究發(fā)表在4月27日出版的《生物靈感與仿生學(xué)》雜志上。
一直以來，軟體機器人是機器人研究中的一個重要領(lǐng)域，它們非常靈活，適應(yīng)性極強，但移動速度卻十分緩慢。為了解決這一問題，美國塔夫茨大學(xué)的研究人員決定將目光轉(zhuǎn)向陸生軟體動物。
經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，有一些毛毛蟲具有一種能快速讓自己卷曲成一個球體而后再彈射出去的特殊能力，從而可以讓自己從天敵旁邊快速逃離。這種彈道式滾動是自然界中速度最快的滾動行為之一，來自美國塔夫茨大學(xué)的研究人員認為這是改良軟體機器人的一個極好借鑒，可以通過模擬這種行為來制造出更好的軟體機器人。
為了模擬毛毛蟲的運動，研究人員設(shè)計了一個名為GoQBot的軟體機器人，該機器人長10厘米，以硅膠和嵌入式形狀記憶合金驅(qū)動線圈制成。之所以將其命名為GoQBot，是因為它能夠快速蜷縮成一個“Q”形，滾動速度可達每秒0.5米。GoQBot專門對毛毛蟲進行了功能形態(tài)學(xué)的模擬，并在其下部的側(cè)面安裝了5個紅外線發(fā)射器，便于高速3D運動跟蹤裝置的拍攝；同時，其下部還放置了一種測力板，可對毛蟲機器人的彈射力量進行精確測量。
為了使毛蟲機器人在100毫秒內(nèi)快速改變體型，GoQBot采用一種有效機械協(xié)調(diào)機制。動物的這種協(xié)調(diào)能力主要通過肌肉的非線性耦合來實現(xiàn)，而對于為何毛毛蟲不頻繁使用這一特殊技能來進行移動的疑問，研究人員解釋稱，這種蜷縮彈射只在較為平整的平面上才比較有效，整個過程需要耗費大量的能量，并且結(jié)果還不可預(yù)料。
論文第一作者、美國塔夫茨大學(xué)生物學(xué)系的林懷倜（音）說，目前大多數(shù)軟體機器人都模擬蛇的前進方式，這種模擬蠕蟲和毛毛蟲運動的研究則開辟了一個新領(lǐng)域。這項研究不僅詳細描述了毛毛蟲獨特的逃生技能，還為今后軟體機器人的開發(fā)提供了一種新的運動策略。GoQBot所采用的技術(shù)能使機器人在城市救援、建筑物檢測以及環(huán)境檢測等領(lǐng)域發(fā)揮作用。由于這種技術(shù)提高了機器人的速度和活動范圍，今后無肢爬行機器人可以通過滾動彈射的方式更快速有效地部署到災(zāi)難現(xiàn)場，機器人可以先滾動到一個區(qū)域，而后再通過爬行的方式接近預(yù)定目標。
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