狗机器人可以利用受驼鹿启发的蹄子穿越泥泞

许多四足机器人能够熟练地处理不平坦或倾斜的地形，但前提是它们下方的地面相对稳定。考虑到湿滑或泥泞的环境，四足机器人可能很快就会摇摇欲坠或完全失效。但一个工程团队相信他们找到了一种解决方案，即模仿经常在沼泽栖息地发现的动物。根据爱沙尼亚塔林理工大学 (TalTech) 的研究人员在《生物灵感与仿生学》上发表的一项研究，狗机器人很快就能从巨型驼鹿那里获得线索。

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TalTech 仿生机器人教授兼团队负责人 Maarja Kruusmaa 在 1 月 2 日的一份声明中解释道：“大多数机器人无法进入各种极其重要的陆地环境，包括自然界中丰富的湿地、沼泽、沿海沼泽、河口和田野。”

然而，有蹄类动物（分蹄动物，如牛和驼鹿）在进化过程中具备应对这些棘手情况的能力。在对真实的驼鹿脚进行物理实验观察后，研究人员发现，分蹄是穿越泥泞和类似的积水地形的关键。这是因为分蹄在每次踩踏时都能伸展和收缩。每个脚趾的暴露接触面积在进入和离开泥泞地面时会增加和减少，从而帮助驼鹿避免陷得太深。但更重要的是分蹄的吸力特性。

“我们发现驼鹿蹄子的行为类似于吸盘，就像你把指甲伸进它的表面下并打破吸力一样，”生物机器人博士候选人和研究报告的共同作者西蒙·戈登说。

戈登还将泥浆的物理特性比作浴室的湿瓷砖，因为从淋浴间出来后，它会粘在你脚上。但与人类不同，驼鹿的蹄子可以移动，这让它能够更好地打破表面张力，避免陷入泥浆中。

在完成驼鹿测试后，研究人员为四足机器人设计了硅胶拖鞋。根据实验室分析结果，这种受蹄类动物启发的拖鞋将下沉深度减少了约 46%，吸力也减少了大致相同的量。这些配件还将机器的行走能耗降低了 70%。

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之后，工程师们带着他们自己的一只麋鹿脚狗机器人在爱沙尼亚森林里散步。进一步的测量表明，机械运输成本降低了 38% 以上，速度提高了 55%。此外，该团队在研究中写道，他们“没有发现分蹄式设计在硬地上有任何缺点。”

他们总结道：“这表明重新设计四足机器人的脚可以提高它们在自然地形上的整体多功能性和效率。”

通过这些简单的硅胶改造，未来的四足机器人可能能够进入以前不可能进入的环境，协助土地勘测、安全以及救援工作。