仿毛虫机器人

严毅梅

传统的机器人通常是由刚性部件组成，虽然这些坚硬的部件也可以让它们能够以蠕动的方式通过障碍物，但是，它们也容易在碰撞、摩擦、扭曲和降落时受损。于是，研究人员想使用软材料来解决这个问题，并从动物身上寻找到了新的灵感。

研究人员推测，毛虫只有少量的神经元，其中感觉神经元分散在软组织中向肌肉群传输信息，帮助毛虫不断调整动作，安全通过障碍物。研究人员开发了一种类似于毛虫的软体机器人。他们把传感器连接到机器人上，使机器人有了柔软的身体，可以变形。当它在不同的环境中运动时，有关道路的数据就会被输入到控制机器人的计算机中，计算机据此指导机器人移动爬行。

研究人员相信，机器人身体的柔软度是至关重要的。越来越多的研究人员热衷开发柔软的机器人，材料多为弹性塑料和橡胶。这些软体机器人能抵抗许多种破坏，并能够克服阻碍硬体机器人行进的障碍。但是，这种柔软性也让它们行动缓慢、无力和笨拙。现在，科学家已经创造了由硬软两种部件结合在一起的机器人，这种灵感来自于章鱼。 章鱼有一个非常柔软的身体，也有一张坚硬的嘴，它的身体从柔软到坚硬不是突然转变的，而是逐步地从软到硬，或从硬到软。因此，机器人专家创造了一种混合型机器人，它外表柔软，但拥有坚硬的内部，包括发电机、泵、电池和传感器。

研究人员利用3D打印技术，通过对橡胶、塑料等材料分层，就像普通的打印机利用墨水打印一样创造了新的机器人。该机器人重965克，有一个柔软的3条腿的身体，其中容纳关键部件，如一个电池、空气压缩机和燃烧室等。机器人的核心由2个半球组成，下半球本质上是一个柔软的腹部，而上半球由不同层次的9种材料构成，其中最坚硬的部分比最柔软的部分硬几千倍。燃烧室为机器人提供动力。移动时，机器人的腿膨胀使它的身体向它想要去的方向倾斜，然后点燃燃烧室内的混合气体，迫使其肚子向外弯曲，将机器人弹射到空中。它能够连续完成超过30跳，是一个功能强大的跳跃者。混合动力机器人比完全柔软的机器人着陆更加稳健。它能大大减少冲击力对自己的影响。虽然这种混合型机器人跳的高度只有常规机器人的四分之一，但它可以软着陆。在一次试验中，坚硬的机器人只跳了5次，着陆后就粉碎了。與此相反，混合型机器人跳了35次才粉碎。

混合材料还给了这款机器人更好的防爆炸能力。遇到爆炸物时，它就跳起来，这比完全硬或完全软的机器人都好。它们可以到月球、火星或其他行星上去执行任务。这样的跳跃机器人能够经受摔打等意外情况，它可以很快适应这样的环境。此外，它拥有更实际的用处，如在倒塌的建筑物中执行搜索和救援任务，它可以去不适于轮式机器人去的地方。科学家相信，软材料和硬质材料融为一体的新一代机器人，更敏捷、更健壮，适应性更好。