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會變形的機(jī)器人

作者：楊先碧

來源：《科學(xué)之友》

2009

年第

28

期

科幻影片《變形金剛》中會變形的機(jī)器人深深贏得了科幻迷們的喜愛。其實，它們不只是

科幻迷的所愛，也是機(jī)器人研究專家的目標(biāo)。最近，美國研究人員就開發(fā)出一種會變形的超級

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。

最早提出開發(fā)會變形機(jī)器人的是美國國家航空航天局，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，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)找到一個適合植物生長的區(qū)域后，它們變身為一個小型溫室，讓

種子在其中發(fā)芽，長成幼苗，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任務(wù)。

接手這項研究的是美國南加州大學(xué)的研究人員，他們給正在開發(fā)的機(jī)器人命名為

“

超級機(jī)

器人

(superbot)”

，目前已經(jīng)完成了一個具有

20

個模塊的變形機(jī)器人。負(fù)責(zé)該項目的華裔科學(xué)家

沈為民說：

“

你可以建造不同類型的機(jī)器人，每種做不同的事情，但是這會很貴。

”

然而，有了

可變形的超級機(jī)器人，一個機(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，而且可以降低運輸成本和維護(hù)成本。雖然單個變形機(jī)器人會比單個單功能機(jī)器

人要貴得多，但是它們的性價比會很高。

目前，超級機(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)，而超級機(jī)器人只能進(jìn)行簡單的變形。這主要是因為超級機(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)器人像超級機(jī)器人一

樣，可以因任務(wù)需要，隨時隨著環(huán)境改變它們的外形。

到目前為止，超級機(jī)器人被設(shè)計成

2

條、

4

條或

6

條腿的組合，移動起來像蛇一樣，用身

體滑行或扭曲，甚至像毛毛蟲般蠕動。

6

個模塊可以形成履帶，有些組合還可以舞動繩子。如

果需要攀爬，它就能

“

變出

”

腿來。如果需要下山，它可以變形成一個球滾下去，就像自然界某

些蟲子的下山方式一樣。

其實，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)的獨創(chuàng)，多年來，不少機(jī)器人

專家都在從事這方面的研究。

2008

年，美國賓夕法尼亞大學(xué)一個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)射的無線電信號慢慢地湊在一起，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

為每個模塊都是一個獨立的機(jī)器人，每個模塊間可以用紅外線和無線電互相聯(lián)絡(luò)。該模塊會不

總結(jié)

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