外形類似毛毛蟲(chóng)，行動(dòng)十分靈活，還具有和毛毛蟲(chóng)一樣的滾動(dòng)彈射能力，這是近日由美國(guó)塔夫茨大學(xué)的研究人員研制出的軟體機(jī)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(lái)，軟體機(jī)器人是機(jī)器人研究中的一個(gè)重要領(lǐng)域，它們非常靈活，適應(yīng)性極強(qiáng)，但移動(dòng)速度卻十分緩慢。為了解決這一問(wèn)題，美國(guó)塔夫茨大學(xué)的研究人員決定將目光轉(zhuǎn)向陸生軟體動(dòng)物。

經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，有一些毛毛蟲(chóng)具有一種能快速讓自己卷曲成一個(gè)球體而后再?gòu)椛涑鋈サ奶厥饽芰?，從而可以讓自己從天敵旁邊快速逃離。這種彈道式滾動(dòng)是自然界中速度最快的滾動(dòng)行為之一，來(lái)自美國(guó)塔夫茨大學(xué)的研究人員認(rèn)為這是改良軟體機(jī)器人的一個(gè)極好借鑒，可以通過(guò)模擬這種行為來(lái)制造出更好的軟體機(jī)器人。

為了模擬毛毛蟲(chóng)的運(yùn)動(dòng)，研究人員設(shè)計(jì)了一個(gè)名為GoQBot的軟體機(jī)器人，該機(jī)器人長(zhǎng)10厘米，以硅膠和嵌入式形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)線圈制成。之所以將其命名為GoQBot，是因?yàn)樗軌蚩焖衮榭s成一個(gè)“Q”形，滾動(dòng)速度可達(dá)每秒0.5米。GoQBot專門對(duì)毛毛蟲(chóng)進(jìn)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(gè)紅外線發(fā)射器，便于高速3D運(yùn)動(dòng)跟蹤裝置的拍攝；同時(shí)，其下部還放置了一種測(cè)力板，可對(duì)毛蟲(chóng)機(jī)器人的彈射力量進(jìn)行精確測(cè)量。

為了使毛蟲(chóng)機(jī)器人在100毫秒內(nèi)快速改變體型，GoQBot采用一種有效機(jī)械協(xié)調(diào)機(jī)制。動(dòng)物的這種協(xié)調(diào)能力主要通過(guò)肌肉的非線性耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)，而對(duì)于為何毛毛蟲(chóng)不頻繁使用這一特殊技能來(lái)進(jìn)行移動(dòng)的疑問(wèn)，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(gè)過(guò)程需要耗費(fèi)大量的能量，并且結(jié)果還不可預(yù)料。

論文第一作者、美國(guó)塔夫茨大學(xué)生物學(xué)系的林懷倜（音）說(shuō)，目前大多數(shù)軟體機(jī)器人都模擬蛇的前進(jìn)方式，這種模擬蠕蟲(chóng)和毛毛蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)的研究則開(kāi)辟了一個(gè)新領(lǐng)域。這項(xiàng)研究不僅詳細(xì)描述了毛毛蟲(chóng)獨(dú)特的逃生技能，還為今后軟體機(jī)器人的開(kāi)發(fā)提供了一種新的運(yùn)動(dòng)策略。GoQBot所采用的技術(shù)能使機(jī)器人在城市救援、建筑物檢測(cè)以及環(huán)境檢測(cè)等領(lǐng)域發(fā)揮作用。由于這種技術(shù)提高了機(jī)器人的速度和活動(dòng)范圍，今后無(wú)肢爬行機(jī)器人可以通過(guò)滾動(dòng)彈射的方式更快速有效地部署到災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)，機(jī)器人可以先滾動(dòng)到一個(gè)區(qū)域，而后再通過(guò)爬行的方式接近預(yù)定目標(biāo)。