估計很多人會覺得蚯蚓讓人惡心，但是對于機器人學(xué)家來說，它們其實是一個很有趣的研究對象。眾所周知，運動能力是機器人技術(shù)開發(fā)的一個極為重要的方面。而如今科學(xué)家們越來越多地把目光轉(zhuǎn)向了動物王國，希望能夠從中獲得靈感。近日，來自Case Western大學(xué)的研究人員就受蚯蚓啟發(fā)，開發(fā)出了一種仿生的蠕蟲機器人，這種機器人未來有望在手術(shù)、甚至是管道清理中得到應(yīng)用。

據(jù)了解，這個讓人眼界大開的機器人是由一支由神經(jīng)科學(xué)家和工程師組成的研究團隊打造的，其成員包括來自該校仿生機器人研究中心的Alexander S. Boxerbaum、Andrew D. Horchler、Kendrick M. Shaw、Hillel J. Chiel和Roger D. Quinn等。盡管該團隊已經(jīng)就此課題在發(fā)表了幾篇論文，不過本月初他們在Society for Neuroscience（SfN，神經(jīng)科學(xué)協(xié)會）年會上的展示還是讓人矚目。

據(jù)該項目研究人員Horchler解釋說，蚯蚓有一種特別奇怪的運動形式，也就是我們所謂的蠕動。它們使用兩種類型的肌肉來收縮和擴張液囊——使自己的身體更長、更薄、更寬或者更短，并藉此向前運動。通過仔細(xì)研究蚯蚓能夠產(chǎn)生這一運動的神經(jīng)系統(tǒng)和身體系統(tǒng)，Horchler及其同事已經(jīng)打造出了一個3D打印的機器人，可以以機械的形式再現(xiàn)這一運動。“這種運動方式在約束空間中特別有效。因此軟蟲機器人最終可能會在管道檢測、洞穴勘探或者地質(zhì)考察中發(fā)揮作用。理解這一運動的控制和物理現(xiàn)象是其中的關(guān)鍵，而我們通過力學(xué)模型、數(shù)學(xué)和計算機仿真解決了這個問題。”研究團隊解釋說。

為了能夠重建它，科學(xué)家們建立了一系列運動學(xué)模型和2D模擬方案。“相反，這個原型使用一個處于外部的連續(xù)編織的網(wǎng)來使機器人的身體產(chǎn)生波浪式的運動。”他們。最終他們打造出了這個前所未有的蠕蟲機器人CMMWorm（兼容模塊化網(wǎng)格蠕蟲）。它是由一個人工神經(jīng)元控制器和一系列神經(jīng)元組組成的模塊化蠕蟲機器人。幾十個3D打印的節(jié)點通過尼龍的方式相互連接，致動器也在其中，除此之外科學(xué)家們還是有了一些市場上可以買到的現(xiàn)成部件。

此外，CMMWorm最讓人印象深刻的是它的收縮能力。“除了每段獨立控制和具有可更換的網(wǎng)格屬性之外，CMMWorm還具有很高的收縮率（可收縮至其最大直徑的52%）。因此這種機器人可以游走管道如履平地。”他們說。將來這種CMM蠕蟲機器人的微型版本甚至可以進入人體，執(zhí)行一些類似內(nèi)鏡檢查的任務(wù)等。更為詳細(xì)的信息可點擊此處瀏覽研究團隊發(fā)表的關(guān)于這個機器人設(shè)計的論文。