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無懼崎嶇險阻的百變移動:科學家正在研製「機器蛇」

蛇類擁有結構重複性極高的身體與極其多變的移動方式,可以適應包括山地、溝壑、沙漠、叢林、沼澤在內的各種複雜地形。參考蛇類的移動方式,科學家正在研製泛用性極高的蛇形機器人。


蛇類的運動

蛇是一大類四肢已經退化了的爬行動物,全球目前約有3000種。由於蛇類的造型詭異,移動方式奇特,加之不少種類還有致命的毒性,讓人們對這種神秘的動物恐懼而又著迷——不論是埃及、印度還是瑪雅,很多古代文明都視其為神明。在中國,「蛇」直接被列為十二生肖之一,排位緊接在「龍」的後面。

蛇類的種類繁多,移動方式也極其複雜——可以說,蛇可以非常好的適應大自然中的各種複雜地形。蛇的移動主要靠全身的肌肉配合著腹部的鱗片進行,既可以蜿蜒前行,也可以慢慢蠕動,還可以閃電般的撲擊。

即便是蜿蜒前行這一種移動方式,蛇類就可以根據「路況」不同,靈活的調節自身肌肉來控制擺動的幅度:

為了適應容易陷落的流沙地形,響尾蛇還磨練出了一種儘可能貼合地面,來增大自身著地面積的移動方式,且速度極高。

由於特殊的體型,蛇類可以輕鬆的進行爬樹,穿過細小的空洞,快速潛入流沙等行動。

在一馬平川的環境中,非洲的「黑曼巴」堪稱最快的蛇類:短時間內的最高速度可達15~24公里/小時——這已經與人類中最優秀的馬拉松運動員一致。

另外,很多蛇類都可以將自身蜷縮起來,然後像彈簧一樣高速彈射出去——只需要人眨眼時間的四分之一,響尾蛇就可以完成一次超高速撲擊。更有一些樹蛇可以藉助這種彈射在樹枝間「飛行」(其實就是跳躍)。

當然,偶爾賣個萌也是可以的:

另外,蛇類的游泳能力也不錯,多數蛇類面對湖泊溪流都能如履平地,而海蛇甚至可以幾乎終生活在海水中。


蛇形機器人的研製

由於蛇類的行動能力泛用性實在太高,很多科學家早早就注意到了這一點。因而,目前有不少國家都在嘗試研製蛇形機器人。

蛇形機器人有很多優點,雖然尚處於實驗階段,但其應用前景非常廣泛,至少可以包括:

1)沙漠、海底或外星球等危險環境的勘測作業——有瑞士研究人員表示,除了蛇形機器人自行勘測之外,它們甚至還可以幫助被卡住的火星車擺脫困境;

2)在各種複雜地形進行防恐防爆勘察和搜救任務,這對於地震、爆炸、地質陷落、火災、海嘯、龍捲風等造成的複雜地形都非常有效;

3)軍事勘察作業——細小的體型便於潛藏隱身,非常適宜偵查或排雷等任務。

4)形成一條靈活的機械臂,在複雜設備中進行檢修;

5)如果能設計出極其微小的蛇形機器人,還可以進入人體腸道、血管等來完成手術或定點給葯。

另外,由於這種機器人的結構重複性很高,只要將其身體的單元構造設計完備,可以進行非常方便的組裝,不論是加長、縮短或外接設備都比較容易。而且,這讓它們在出現故障時的檢修(尤其是更換元件)也比較容易。

總之,這種「機器蛇」潛力巨大,而蛇類也堪稱是大自然對人類仿生學的一份厚贈。


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