自己找地缝？UC伯克利推出会打洞的「浪花蟹」机器人

自然界给机器人研发带来了很多灵感，近来模仿植物的「仿生机器人」层出不穷。人们通过观察植物，开发出许多具有特定功能的机器人。今天我们要引见的是一个会自己挖地洞的小型机器人。

这个机器人的灵感来自于一种洞居甲壳类植物「太平洋蝉蟹」，也就是通常所说的「浪花蟹」。它还有一个别称叫「鼹鼠蟹」，因为它们会像鼹鼠一样在沙滩上笔直向下打洞，以躲避危险。

这种「会打洞」的特性引起了加州大学伯克利分校研讨职员的注意，他们仿照浪花蟹研发了一个名为 EMBUR 的开掘机器人，旨在用作评估农业场合泥土、采集海洋数据、研讨建筑工地土质的工具。

该研讨的主要作者 Laura Treers 引见称浪花蟹的开掘并不像看起来那么容易，因为挖得越深，开掘泥土的蟹腿就越难收回，从而阻碍开掘。为了克服这一挑战并创造一个笔直挖洞的机器人，研讨职员让机器人的腿具有各向异性的反应力，这意味着机器人在不同标的目的承受的力大小不同。就像泅水的人一样，机器人以僵硬织物为材料的腿部会根据力量的标的目的和大小拉直和回缩。

另一方面，研讨职员还需要设计一种格式来防止沙粒进入机器人的内部卡住机械部分。他们再次从浪花蟹身上找到了灵感。Treers引见说：「我们创造了一种角质层，类似于浪花蟹身上的关节膜。这是一种僵硬、有弹性的材料，可以在保证机器人自由挪动的同时防止沙粒进入内部。」

研讨团队观察发现浪花蟹的 5 对腿可以分成两组，两组挪动标的目的相反。该研讨使用基于阻力理论（RFT）的建模技术来模拟腿部在挖洞过程中力的变化情况，最终研讨者找到了最适合挖洞机器人的几何形状和行为控制格式。

Treers 指出：「虽然现有的机器人已经掌握了在陆地表面行动的能力，但它们都很难在公开情况挪动，也很少有机器人能像 EMBUR 一样自行挖洞。

能够索求公开情况的机器人可用于各种行业和研讨领域，包括测量潜在农业场合的泥土质量、岩土工程、海洋数据采集以及建筑和开掘。此外，它们还可以用作海上交通工具或太空漫游车的小型展开锚，与其他类型的机器人协作。

此外，EMBUR 还能帮助我们研讨一些难以在公开观察的洞居植物。

研讨团队表示下一步将继续改进 EMBUR 的设计，以便进行更深入的开掘，并索求更好的建模格式来预测机器人的行为，例如离散元格式（DEM）。研讨团队希望这个机器人最终能够像植物一样在真实的海滩情况中开掘、跑步、泅水。

参考链接：

Digging deep

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/frobt.2022.999392/full?&utm_source=Email_to_authors_&utm_medium=Email&utm_content=T1_11.5e1_author&utm_campaign=Email_publication&field=&journalName=Frontiers_in_Robotics_and_AI&id=999392