水陸兩棲機(jī)器人。
中國(guó)日?qǐng)?bào)網(wǎng)環(huán)球在線消息：動(dòng)物從海洋走向陸地可謂生命進(jìn)化史上的里程碑，那它們究竟是如何實(shí)現(xiàn)從游泳到步行的轉(zhuǎn)變呢？瑞士科學(xué)家將用最新研制的水陸兩棲機(jī)器人揭示其中的奧秘。這個(gè)機(jī)器人以火蜥蜴為模型，地上能走水中會(huì)游。
***“S”型機(jī)器人能走能游
據(jù)英國(guó)《獨(dú)立報(bào)》3月9日?qǐng)?bào)道，這個(gè)機(jī)器人長(zhǎng)約0.83米，科學(xué)家采用火蜥蜴的身體構(gòu)造，仿制了一根由9節(jié)黃色的塑料串成的長(zhǎng)長(zhǎng)的脊柱，并模仿其脊髓神經(jīng)元，給每一節(jié)安裝了電池和微型控制器，控制它的運(yùn)動(dòng)方向和方式。
當(dāng)它在陸地上行走時(shí)，主要依靠身體下面的四條可以轉(zhuǎn)動(dòng)的“腿”和可彎曲成“S”型的脊柱。當(dāng)它下水后，脊柱扭動(dòng)的頻率會(huì)加快，尾部提供前進(jìn)的推動(dòng)力，就像一條原始的魚一樣自由游動(dòng)。
***模擬兩棲動(dòng)物運(yùn)動(dòng)原理
瑞士聯(lián)邦技術(shù)學(xué)院的物理學(xué)家?jiàn)W克?伊扎斯佩特領(lǐng)導(dǎo)的研究小組推斷，水生動(dòng)物在爬上陸地之前，并不需要進(jìn)化出全新的神經(jīng)系統(tǒng)。實(shí)際上，從水生到陸生的轉(zhuǎn)變過(guò)程可能是非常簡(jiǎn)單的。神經(jīng)系統(tǒng)只需要在原有的基礎(chǔ)上擴(kuò)大工作范圍，增加刺激四肢運(yùn)動(dòng)的功能。而當(dāng)它下水時(shí)，其四肢不再使用并往后合起，一連串神經(jīng)信號(hào)會(huì)沿著脊髓傳遞，加速其扭動(dòng)速度，并開(kāi)始蛇形游動(dòng)。
由于火蜥蜴非常類似于4億年前地球上第一個(gè)出現(xiàn)的長(zhǎng)有四肢的兩棲脊椎動(dòng)物，因此科學(xué)家選擇以其為機(jī)器人的模型。實(shí)驗(yàn)證明，根據(jù)火蜥蜴設(shè)計(jì)的兩棲機(jī)器人能像真正的兩棲動(dòng)物一樣適應(yīng)水陸環(huán)境。
伊扎斯佩特在研究報(bào)告中稱，這個(gè)機(jī)器人增加了特殊的肢體振蕩器，使其能在陸地爬行。改變機(jī)器人“脊髓”內(nèi)的電流大小便可以控制其運(yùn)動(dòng)模式。電流刺激越小，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)就放慢，以適應(yīng)步行方式；反之，如果加大電流刺激，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度加快，就能在水中游動(dòng)起來(lái)。伊扎斯佩特說(shuō)：“我們認(rèn)為，機(jī)器人肢體的協(xié)調(diào)非常好，一旦你啟動(dòng)機(jī)器人肢體的振蕩器，原來(lái)的神經(jīng)系統(tǒng)便轉(zhuǎn)向新的模式，這便是陸地運(yùn)動(dòng)的典型方式。”
通過(guò)這個(gè)機(jī)器人，科學(xué)家也能對(duì)人類脊椎的神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行更深入的了解。伊扎斯佩特在發(fā)表在《自然》雜志上的研究報(bào)告中稱：“自然找到了完美的方式，形成脊髓內(nèi)的復(fù)雜神經(jīng)回路，并由此控制肌肉運(yùn)動(dòng)。”
（康娟）
（編輯：王晶）