模仿蚯蚓开发软体机器人

小组

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身体容易弯曲的软体机器人有许多优点，诸如能进到狭小的空间进行监控，钻进人的身体提供医学影像或散布药物。但要创建通体柔软的机器人谈何容易，它得包含软的组织、软的电池和软的动力机制。美国麻省理工学院和哈佛大学开发了一个新版本，它既柔软又坚韧，能像蚯蚓那样蠕动，却能在狠狠锤打下安全无恙。

　　这个外号叫“Mesh－worm”的机器人是受蚯蚓启发设计的。它与我们看到的其他软体机器人截然不同的是移动不靠液压、不靠气压，也不用硅材料齿轮，它使用的是形状记忆合金制成的人造肌肉。

　　麻省理工学院机械工程教授金桑柏领导的研究小组采用了柔软的网状管，并用钛镍合金丝将其缠绕，这种合金丝会随着温度变化而收缩或舒张。他们将合金丝分隔成段，就像蚯蚓身体那样，一节一节的，并借助电流分段加热。这样能控制Meshworm柔软身体的各段同时收缩/舒张，让机器人得以沿表面蠕动前进。这种蠕动的方式不但螺、海参等动物采用，我们人类的胃肠道也用类似的动作让胃里的食物移动。

　　团队在对蚯蚓身体结构的研究时发现，蚯蚓使用纵向和横向两种肌肉群实现蠕动。他们将此体现在软体机器人的结构中，以网状管构成纵向切面，而有形状记忆功能的合金丝就是横向肌肉群。

　　这种机器人最大的优点就是它的耐用性。由于没有气动泵、刚性的齿轮和电池，机器人能够熬过各种各样的袭击。这使它能满足一些军事应用的需求，美国国防先进研究项目局DARPA也愿意资助相关的研究。金和同事们让机器人接受一系列的测试，看它能否承受打击，包括用木槌砸它（如图），或踩踏它。结果是机器人存活完好，甚至没有停止缓慢地前行。

　　“你可以将它猛甩到地上，它不会散架的，”金说，“机械零件通常都是刚性的，也很脆弱；但Meshworm的部件由纤维构成，有弹性。肌肉是软的、身体是软的，显示出身体变形的能力。”

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