他们说，到目前为止，这要归功于 加州大学圣巴巴拉分校和佐治亚理工学院的研究人员，他们开发了 种快速、可控的软机器人，可以在地下空间导航。
植物和动物启发了研究人员开发机器人，它解决了科学 们之前面临的 些挑战，即创造 种不仅可以进入地球而且还有能力重新浮出水面的机器。
导这项研究的加州大学圣巴巴拉分校机械工程教授伊桑·霍克斯 (Ethan Hawkes) 实验室的研究生研究员尼古拉斯·纳克莱里奥 (Nicholas Naclerio) 说：“穿越地面的 大挑战只是所涉及的力。”
开发可以飞行或游泳的机器人并不那么具有挑战性，因为空气和水都不会对穿过它们的物体产生显着的阻力。然而，“如果你试图穿过地面，你必须将土壤、沙子或其他介质推开，”他在 份新闻声明中解释说。
仿生设计
研究人员研究了植物和穴居动物，以获得他们工作的灵感。在植物方面，它们通过从*生长并保持 个身体扎根和静止来导航的方式是他们开发的藤蔓状机器人的灵感来源。
研究人员说，在地下，*延伸保持较低的抵抗力，并且仅局限于生长端。他们说，在机器人中，他们将其用作设计模型，因此他们不会在机器人的整个表面上产生摩擦，摩擦会随着更多的沙子进入沙子而增加，从而阻止其移动。
在动物方面，研究人员研究了南方沙章鱼，它会向地下喷射水流，然后利用松散的沙子移动。然后，他们将这种颗粒流化的想法，或将颗粒悬浮在类似流体的状态，使动物能够克服沙子或松散土壤带来的高阻力，应用于机器人的设计。
他们说，按照这个想法，研究人员添加了 种基于*的流动装置，可以将空气喷射到“藤蔓”生长末端之前的区域，从而使机器人能够进入该区域。
克服挑战
Naclerio 说，研究人员发现，控制机器人运动的 大挑战是当它水平移动时。在这些情况下，它总是会浮出水面。
他说，研究小组发现，这是因为虽然气体或液体均匀地流过对称的移动物体上方和下方，但流化沙中的力分布并不平衡。Naclerio 说，这会为水平移动的机器人产生巨大的升力。
他在 份新闻声明中说：“将沙子向上推开，而不是将其压实要容易得多。”
他们说，为了解决这个问题，研究人员转向物理学，对来自水平推入沙子的实心棒*的不同角度气流产生的阻力和升力进行测量。他们发现颗粒材料中的摩擦力响应与牛顿流体定律中的摩擦力响应大不相同，因为高摩擦力可以在运动方向上对大面积的地形造成压实和应力。
他们说，为了缓解这种情况，研究人员使用了 种低密度流体来提升和推动谷物远离入侵者——在这种情况下是机器人——来减少它必须克服的净摩擦应力。
他们还从另 种生物沙鱼蜥蜴那里获得了灵感，沙鱼蜥蜴有 个楔形的头部，有利于向下运动。他们说，这种设计方面允许研究人员调节阻力并使机器人保持水平移动而不会从沙子中升起。
展望未来
研究人员在《科学机器人》杂志上发表了 篇关于他们工作的论文。
研究人员说，软机器人有许多潜在的应用，包括土壤取样、公用事业的地下安装和侵蚀控制。
该机器的设计——尤其是能够改变方向同时让机器人的身体保持牢固固定的*延伸——也有利于在低重力环境中进行探索。出于这个原因，美国宇航局有兴趣使用软机器人对其他行星和卫星进行潜在调查，研究人员说。
他们说，为此，该团队正在与航天局合作，专门为地球的卫星甚至土卫二（木星的卫星）开发挖洞技术。
参与该项目的佐治亚理工学院教授 Daniel Goldman 表示，总体而言，该团队努力更好地了解植物和动物如何在地下环境中导航，这也为其他科学和技术创新铺平了道路。
他在 份新闻声明中说：“发现不同生物体在颗粒介质中成功游泳和挖掘的原理，可以导致开发出可以利用这些原理的新型机制和机器人。” “反过来，开发具有这种能力的机器人可以激发新的动物研究，并指出颗粒基质物理学中的新现象。”
伊丽莎白·蒙塔尔巴诺 (Elizabeth Montalbano) 是 位自由撰稿人，撰写技术和文化方面的文章已有 20 多年。她曾在凤凰城、旧金山和纽约市作为专业记者生活和工作。在空闲时间，她喜欢冲浪、旅游、音乐、瑜伽和烹饪。她目前居住在葡萄牙西南海岸的 个村庄。
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