机器人 沈为民_会变形的机器人
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会变形的机器人
作者：杨先碧
来源：《科学之友》
2009
年第
28
期
科幻影片《变形金刚》中会变形的机器人深深赢得了科幻迷们的喜爱。其实，它们不只是
科幻迷的所爱，也是机器人研究专家的目标。最近，美国研究人员就开发出一种会变形的超级
机器人，有望在人迹罕至的区域进行完全自主的活动。
最早提出开发会变形机器人的是美国国家航空航天局，他们希望这种机器人能够在太空探
索中大显身手。在航天专家的设想中，这种机器人是若干个模块，它们整整齐齐地码在航天飞
行器中，到达外星之后，它们被投放到外星荒漠中。此时，它们自行组装成一辆越野车，在崎
岖不平的外星荒漠中穿行，当找到一个适合植物生长的区域后，它们变身为一个小型温室，让
种子在其中发芽，长成幼苗，然后又变身为机器人，把这些幼苗栽种到外星土壤中。当然，航
天专家还希望变形机器人可以完成更多的外星探测任务。
接手这项研究的是美国南加州大学的研究人员，他们给正在开发的机器人命名为
“
超级机
器人
(superbot)”
，目前已经完成了一个具有
20
个模块的变形机器人。负责该项目的华裔科学家
沈为民说：
“
你可以建造不同类型的机器人，每种做不同的事情，但是这会很贵。
”
然而，有了
可变形的超级机器人，一个机器人就可以完成不同性质的任务，大大地节约了资源，不但可以
降低制造成本，而且可以降低运输成本和维护成本。虽然单个变形机器人会比单个单功能机器
人要贵得多，但是它们的性价比会很高。
目前，超级机器人还不能像科幻影片中的变形金刚那么强大，变形金刚转眼就可以变成卡
车或
F-22
战斗机，而超级机器人只能进行简单的变形。这主要是因为超级机器人的模块还较
少，组装更多模块的技术尚不成熟。然而，研究人员希望有一天模块化机器人像超级机器人一
样，可以因任务需要，随时随着环境改变它们的外形。
到目前为止，超级机器人被设计成
2
条、
4
条或
6
条腿的组合，移动起来像蛇一样，用身
体滑行或扭曲，甚至像毛毛虫般蠕动。
6
个模块可以形成履带，有些组合还可以舞动绳子。如
果需要攀爬，它就能
“
变出
”
腿来。如果需要下山，它可以变形成一个球滚下去，就像自然界某
些虫子的下山方式一样。
其实，这种依靠模块进行自我组装的机器人并非南加州大学的独创，多年来，不少机器人
专家都在从事这方面的研究。
2008
年，美国宾夕法尼亚大学一个研究小组研制的模块机器人
被人踢得四分五裂之后，可以依据各自发射的无线电信号慢慢地凑在一起，然后按照原有的样
子组装在一起。
而南加州大学的超级机器人功能更强大一些，它们具有更好的自我修复和重组的能力，因
为每个模块都是一个独立的机器人，每个模块间可以用红外线和无线电互相联络。该模块会不
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