机器人 沈为民_会变形的机器人
龍?jiān)雌诳W(wǎng)
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會(huì)變形的機(jī)器人
作者：楊先碧
來(lái)源：《科學(xué)之友》
2009
年第
28
期
科幻影片《變形金剛》中會(huì)變形的機(jī)器人深深贏得了科幻迷們的喜愛(ài)。其實(shí)，它們不只是
科幻迷的所愛(ài)，也是機(jī)器人研究專家的目標(biāo)。最近，美國(guó)研究人員就開(kāi)發(fā)出一種會(huì)變形的超級(jí)
機(jī)器人，有望在人跡罕至的區(qū)域進(jìn)行完全自主的活動(dòng)。
最早提出開(kāi)發(fā)會(huì)變形機(jī)器人的是美國(guó)國(guó)家航空航天局，他們希望這種機(jī)器人能夠在太空探
索中大顯身手。在航天專家的設(shè)想中，這種機(jī)器人是若干個(gè)模塊，它們整整齊齊地碼在航天飛
行器中，到達(dá)外星之后，它們被投放到外星荒漠中。此時(shí)，它們自行組裝成一輛越野車，在崎
嶇不平的外星荒漠中穿行，當(dāng)找到一個(gè)適合植物生長(zhǎng)的區(qū)域后，它們變身為一個(gè)小型溫室，讓
種子在其中發(fā)芽，長(zhǎng)成幼苗，然后又變身為機(jī)器人，把這些幼苗栽種到外星土壤中。當(dāng)然，航
天專家還希望變形機(jī)器人可以完成更多的外星探測(cè)任務(wù)。
接手這項(xiàng)研究的是美國(guó)南加州大學(xué)的研究人員，他們給正在開(kāi)發(fā)的機(jī)器人命名為
“
超級(jí)機(jī)
器人
(superbot)”
，目前已經(jīng)完成了一個(gè)具有
20
個(gè)模塊的變形機(jī)器人。負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的華裔科學(xué)家
沈?yàn)槊裾f(shuō)：
“
你可以建造不同類型的機(jī)器人，每種做不同的事情，但是這會(huì)很貴。
”
然而，有了
可變形的超級(jí)機(jī)器人，一個(gè)機(jī)器人就可以完成不同性質(zhì)的任務(wù)，大大地節(jié)約了資源，不但可以
降低制造成本，而且可以降低運(yùn)輸成本和維護(hù)成本。雖然單個(gè)變形機(jī)器人會(huì)比單個(gè)單功能機(jī)器
人要貴得多，但是它們的性價(jià)比會(huì)很高。
目前，超級(jí)機(jī)器人還不能像科幻影片中的變形金剛那么強(qiáng)大，變形金剛轉(zhuǎn)眼就可以變成卡
車或
F-22
戰(zhàn)斗機(jī)，而超級(jí)機(jī)器人只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的變形。這主要是因?yàn)槌?jí)機(jī)器人的模塊還較
少，組裝更多模塊的技術(shù)尚不成熟。然而，研究人員希望有一天模塊化機(jī)器人像超級(jí)機(jī)器人一
樣，可以因任務(wù)需要，隨時(shí)隨著環(huán)境改變它們的外形。
到目前為止，超級(jí)機(jī)器人被設(shè)計(jì)成
2
條、
4
條或
6
條腿的組合，移動(dòng)起來(lái)像蛇一樣，用身
體滑行或扭曲，甚至像毛毛蟲(chóng)般蠕動(dòng)。
6
個(gè)模塊可以形成履帶，有些組合還可以舞動(dòng)繩子。如
果需要攀爬，它就能
“
變出
”
腿來(lái)。如果需要下山，它可以變形成一個(gè)球滾下去，就像自然界某
些蟲(chóng)子的下山方式一樣。
其實(shí)，這種依靠模塊進(jìn)行自我組裝的機(jī)器人并非南加州大學(xué)的獨(dú)創(chuàng)，多年來(lái)，不少機(jī)器人
專家都在從事這方面的研究。
2008
年，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)一個(gè)研究小組研制的模塊機(jī)器人
被人踢得四分五裂之后，可以依據(jù)各自發(fā)射的無(wú)線電信號(hào)慢慢地湊在一起，然后按照原有的樣
子組裝在一起。
而南加州大學(xué)的超級(jí)機(jī)器人功能更強(qiáng)大一些，它們具有更好的自我修復(fù)和重組的能力，因
為每個(gè)模塊都是一個(gè)獨(dú)立的機(jī)器人，每個(gè)模塊間可以用紅外線和無(wú)線電互相聯(lián)絡(luò)。該模塊會(huì)不
總結(jié)
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