@ 2016.07.26 , 20:00

像蜈蚣一样摇摆起来吧,机器人

蜈蚣移动的速度非常快。当有一只蜈蚣直奔着你而来的时候,你也许都没空去揣摩它的敏捷性。

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因此也许我们之所以会害怕蜈蚣,是因为我们对蜈蚣移动的敏捷性和跨越障碍的灵巧性了解不够。日本京都大学的研究人员们并未被蜈蚣吓到,他们已经对这个问题有了透彻的了解。他们利用电脑模拟和机器人找到了问题的答案。

这些研究人员深入了解的,是运动力学本身的特性,即驯化不稳定性,这个也许是劣势的因素正是蜈蚣成功的关键要素。

研究的主要科学家Shinya Aoi解释道:“蜈蚣在移动的过程中,它们的许多腿都在地面上对抗重力支撑着它们的身体,并产生推动力和减速力。它们的许多腿都被约束在地面,这种约束会妨碍它们的运动可操作性。”

蜈蚣利用不稳定性克服了这些约束,产生了它在运动时那标志性的身体上下起伏的运动特征。

Aoi表示:“我们的团队研发出一种蜈蚣数学模型,发现蜈蚣在直走时会通过改变它们的移动速度和机体轴线的柔韧性,来达到超临界霍普夫分岐,从而让它们的身体呈现出不稳定和起伏不定的状态。”

该团队一开始利用计算机模型进行研究,后来他们又做出分段的多腿机器人,得以复制出蜈蚣的移动,包括它们那类似波浪一样的身体动作。

但Aoi及其同事并不满足于仅仅驯服这种令人毛骨悚然的小爬虫。

他表示:“此研究给动物的智能运动功能中悬而未决的问题提供了解决线索,这是生物科学领域中的重要见解。”他指出在动物运动的具体力学中,仍有许多问题悬而未决。

进一步研究下去的话,此类知识能够帮助人类更好地改善机器人的运动,不论这些机器人有多少条腿。

本文译自 Eurekalert,由译者 肌肉桃 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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