1

隨著仿生學(xué)與機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，在常規(guī)機(jī)器人款式外，越來越多的學(xué)者再探求具有不同運(yùn)動(dòng)特征與功能特點(diǎn)的仿生機(jī)器人。蛇形機(jī)器人是其中一個(gè)重要的分支。

顧名思義，蛇形機(jī)器人的身形像蛇一樣瘦長，通過采用分段式設(shè)計(jì)，用以模仿蛇類驅(qū)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)。頭頂攝像頭的它們，擁有極大的行動(dòng)自由度，可以在各種狹小、險(xiǎn)惡的環(huán)境中穿行、伸展甚至爬桿。

蛇形機(jī)器人在穿越障礙。

美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)（Carnegie Mellon University，CMU）憑借著前沿機(jī)器人的研發(fā)和制造蜚聲海外，他們在十幾年前就開始了蛇形機(jī)器人的研發(fā)工作。這一直是他們最引人矚目的前沿產(chǎn)品。

2017年9月，墨西哥城發(fā)生7.1級地震，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的機(jī)器人專家攜帶者他們的蛇形機(jī)器人來到災(zāi)區(qū)。穿行在各種狹小、復(fù)雜的空間內(nèi)，蛇形機(jī)器人通過麥克風(fēng)和和揚(yáng)聲器等設(shè)備進(jìn)行搜救任務(wù)。

去年底，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)又發(fā)布了一款最新的蛇形機(jī)器人。這款產(chǎn)品通過仿照“樂高”組合的搭建方法，引入模塊化組合方式，將組件任意拼接而成。

模塊化最大的優(yōu)點(diǎn)是可任意增加、減少或者互換組件來改變機(jī)器人的長度，用以適應(yīng)不同的工作范圍。

機(jī)器人像蛇一樣爬行和盤旋。

此前的蛇形機(jī)器人每次工作前，工作人員都需根據(jù)具體工作環(huán)境情況，預(yù)先為其進(jìn)行編程。

現(xiàn)在，研究人員在新款蛇形機(jī)器人的各個(gè)關(guān)節(jié)部位安裝了壓力傳感器，它能夠感知力度，纏繞住物體后緊貼向上移動(dòng)，省去了對移動(dòng)路徑重新編程的繁瑣操作。

“樂高”組合的拼接方式，也使蛇形機(jī)器人的功能更加強(qiáng)大與靈活，且制作成本更低。

醫(yī)用蛇形機(jī)器人更加便捷高效，成本更低。

目前，已經(jīng)有不少醫(yī)院引入了蛇形的醫(yī)用機(jī)器人。將機(jī)器人插入患者的嘴巴，醫(yī)生通過操縱桿來控制機(jī)器人，進(jìn)入難以到達(dá)的解剖區(qū)域，繼而進(jìn)行手術(shù)。這種方式快速、便捷，將原本的開刀手術(shù)變成更低成本的微創(chuàng)手術(shù)。

由于蛇形機(jī)器人具有征服各種地形的能力，它還被應(yīng)用在金字塔內(nèi)部進(jìn)行考古，以及下水道作業(yè)等場景，擁有十分廣泛的應(yīng)用前景。

同樣的技術(shù)和原理也被應(yīng)用在“蛇怪”機(jī)器人身上。“蛇怪”沿用了蛇形機(jī)器人的頭部和腿部，改變了組合方式，更像多足爬行類動(dòng)物。

蛇怪機(jī)器人在前進(jìn)中開門。

蛇怪更加靈活的關(guān)節(jié)，讓它可以更快地適應(yīng)所在的表面環(huán)境，甚至不需要探測地形和編程規(guī)劃，可根據(jù)直覺來轉(zhuǎn)變重心前行。