軟體機器人是機器人研究中的一個重要領域，它們非常靈活，適應性極強，但移動速度卻十分緩慢。為了解決這一問題，美國塔夫茨大學的研究人員決定將目光轉向陸生軟體動物，希望能找到新的靈感。
研究人員發現，有一些毛毛蟲具有一種能快速讓自己捲曲成一個球體而後再彈射出去的特殊能力，從而可以讓自己從天敵旁邊快速逃離。這種彈道式滾動是自然界中速度最快的滾動行為之一，來自美國塔夫茨大學的研究人員認為這是改良軟體機器人的一個極好借鑒，可以通過模擬這種行為來製造出更好的軟體機器人。
為了模擬毛毛蟲的運動，研究人員設計了一個名為GoQBot的軟體機器人，該機器人長10釐米，以硅膠和嵌入式形狀記憶合金驅動線圈製成。之所以將其命名為 GoQBot，是因為它能夠快速蜷縮成一個“Q”形，滾動速度可達每秒0.5米。GoQBot專門對毛毛蟲進行了功能形態學的模擬，並在其下部的側面安裝了5個紅外線發射器，便於高速3D運動跟蹤裝置的拍攝；同時，其下部還放置了一種測力板，可對毛蟲機器人的彈射力量進行精確測量。
為了使毛蟲機器人在100毫秒內快速改變體型，GoQBot採用一種有效機械協調機制。動物的這種協調能力主要通過肌肉的非線性耦合來實現，而對於為何毛毛蟲不頻繁使用這一特殊技能來進行移動的疑問，研究人員解釋稱，這種蜷縮彈射只在較為平整的平面上才比較有效，整個過程需要耗費大量的能量，並且結果還不可預料。
論文第一作者、美國塔夫茨大學(Tufts)生物學系的Huai-Ti Lin (林懷玓) 說，目前大多數軟體機器人都模擬蛇的前進方式，這種模擬蠕蟲和毛毛蟲運動的研究則開闢了一個新領域。這項研究不僅詳細描述了毛毛蟲獨特的逃生技能，還為今後軟體機器人的開發提供了一種新的運動策略。GoQBot所採用的技術能使機器人在城市救援、建築物檢測以及環境檢測等領域發揮作用。由於這種技術提高了機器人的速度和活動範圍，今後無肢爬行機器人可以通過滾動彈射的方式更快速有效地部署到災難現場，機器人可以先滾動到一個區域，而後再通過爬行的方式接近預定目標。
科技日報 2011/05/05 王小龍
相關連結
- GoQBot: Caterpillars inspire new movements in soft robots (Physorg)
- Morphing Morphology --- From Caterpillar Locomotion to Soft-Bodied Robots ( 林懷玓 Huai-Ti's research blog)
- 觀察毛毛蟲 助研發機器人義肢
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