蛇形机器人

席金合

蛇大概是最不受人待见的爬行动物。这也难怪，蛇令人恐怖的形象和与众不同的运动式，的确让人毛骨悚然，避而远之。其实，蛇除了以灭鼠而平衡生态外，还是重要的仿生对象和灵感源泉。

1972年，日本东京科技大学研制出世界上第一款蛇形机器人，长为2米，全身20个关节，依靠电机来驱动关节左右摆动而前进，功能单一。后来，研究人员将其全身各关节用万向节连接，使身体能向任何方向弯曲，从而实现了“无肢运动”，诸如蠕动、游动、侧移、側滚、抬头，以及翻越障碍物等。

经过不断更新换代，日本人最终用柔性材料制成8米长的机器蛇。它表面覆盖了尼龙细毛。随着体内电机驱动，细毛末端撞击地面或接触面产生向前的弹力，使整个身体匍匐前进。这种机器蛇能抬高头部的摄像头探视前面的情景，以便根据地形扭动身子穿越，遇到悬崖或狭缝也能顺和利攀爬或钻入。

美国约輸·霍普金斯大学研制的机器蛇拥有悬停装置。这种装置可以让它像眼镜蛇一样翘首直立，或静止不动，或左右摇晃，而且能通过前后段交替伸展和收缩，使全身向前、向上移动。这种运动方式和蛇爬行的机理一样，虽然速度不快，但在光滑表面攀爬能稳定不倒，攀爬上床铺、柜台和饭桌等都不成问题。

美国卡耐基·梅隆大学研制的蛇形机器人在电视节目上亮相，技惊四座。

原来，它就像真蛇一样，能根据不同目标做出附着和缠绕动作。遇到直立的物体，如旗杆、大树和水管等，它就以环绕而上的步态垂直爬上顶端，那摇头摆尾上树的形态活灵活现。

此外，研究人员还为蛇形机器人増加了自动锁定功能。这样，当从高处坠落时，它可以迅速锁定接触到的目标，像蛇样牢牢地缠绕在上面。

人们常说：“蛇有多长，就有多少颗心。”如果将一条蛇分成小段，每段都能在地上滚动，同样，模块化蛇形机器人也具备这种特点。

构成蛇形机器人的模块都拥有各自獨立的处理器、传感器、关节，以及电机等，即使段一段地拆解开来也是一个超短机器蛇，具有感知能力，能识别环境和自主运动。这种模块化设计，可根据实际需要任意增减组件，而且由于各个模块之间相互配合、协同动作，坚硬的钢铁机件就有了“柔软”的躯体，以便适应各种环境，而且维修也方便。

蛇形机器人可以在不改变体形结构的前提下，通过攀爬、游泳、翻滚，以及钻爬等运动方式，在复杂和危险的环境中，代替人从事探测、侦察、搜救、考古，以及检修等作业。

墨西哥地震后，建筑物坍塌形成狭缝，搜救犬和生命探测仪都无法派上用场，而蛇形机器人灵活穿行其间，将麦克风和摄像头送入废墟内部，探明废墟空隙搜寻生命迹象，最终救出9名幸存者。

挪威一家研究院设计的蛇形机器人希望进入太空，配合火星车一起工作。火星车可通过电缆给蛇形机器人适时充电。蛇形机器人则能清理障碍物，帮助被困的火星车脱险，并进入其他设备难以涉足的狭窄地带探查。

美国范德堡大学研发的蛇形机器人堪称外科医生的得力助手。在显微外科手术中，如果大夫的触党和视线受限，它可以钻到患者体内诊断病情或定点给药，甚至代替医生完成体内某个部位的复杂手术，比如切除病灶或缝针等。

瞧，蛇给了人们这么多启示，你是不是有点佩服它呢？