蛇類高速躲避障礙物中的被動力學原理

美國喬治亞理工學院研究了西部鏟鼻蛇在地毯上通過一系列障礙物的運動軌跡，揭示了蛇類在複雜地形中的身體協調原理，相關結論可用於研製仿生機器人。

蛇等陸生滑行動物通過與外部環境的接觸產生推力，能在複雜環境中流暢地穿行。其應對未知障礙物的策略對仿生機器人的運動有重要借鑒意義。研究人員利用粗毛地毯和六個力敏感柱模擬沙地和障礙物，通過高速視頻捕獲西部鏟鼻蛇在地毯上移動和通過障礙物的運動軌跡，再用MatLab對運動軌跡進行數字化分析。結果發現，蛇在複雜地形上產生的機械衍射圖案與使用被動力學假設的散射模型一致，這表明蛇的運動由身體被動特性驅動，而不是向肌肉發出命令信號。此外，障礙物的存在會讓蛇改變運動軌跡但不降低速度。

這項研究揭示了蛇類滑行運動中的被動力學作用，有助於優化蛇形機器人的設計。

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（藍海星）

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