地下生长的植物和动物汲取灵感，科学家开发出一种快速、可控的软机器人

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视频介绍

现在的机器人能飞能潜水，陆地上活动也是不在话下，那活动在地下的机器人呢？加州大学从地下空间中生长的植物和动物中汲取灵感，开发出一种快速、可控的软机器人，可以在沙子中挖洞。它长相类似于藤蔓， 模仿植物及其从尖端生长的导航方式，而身体的其余部分保持静止。在地下环境中，尖端延伸保持较低的抵抗力，并且仅局限于生长端；如果整个身体随着长大而移动，整个表面的摩擦会随着机器人身体进入沙子而增加，直到机器人不再移动。与此同时，受穴居动物启发，研究人员发现了另一种称为颗粒流化的策略，该策略将颗粒悬浮在类似流体的状态，并使动物能够克服沙子或松散土壤带来的高阻力。研究人员将其应用到机器人身上，使其能够进入沙子里。不过目前面临着一项挑战，当切换到水平挖洞时，机器人总是会浮出表面，尽管气体或液体均匀地流过对称物体的上方和下方，但在流化沙中，力的分布并不平衡，并且为水平移动的机器人创造了显着的升力。为了了解机器人的行为和空气辅助入侵的大部分未探索物理特性，该团队进行了阻力和升力测量，这是由于气流从水平推入沙子的实心杆的尖端进入的不同角度。与气体或液体不同，向下的流体喷射会为移动物体产生升力，而在沙子中，向下的气流降低了升力，并在机器人生长的尖端下方挖掘了沙子。结合沙鱼蜥蜴的灵感，沙鱼蜥蜴的楔形头部有利于向下运动，使研究人员能够调节阻力并保持机器人水平移动而不会从沙子中升起。像这样的小型探索性软机器人具有多种应用，能在干燥的颗粒介质中进行浅挖洞，例如土壤采样、公用事业的地下安装和侵蚀控制。将来它还会在月球甚至更远的天体挖洞。