第5章 未来太空探索者

昆虫是生生不息自然界中的重要一员，它们在地球上已经生活了至少3亿多年，现在全世界的昆虫大约有100万种以上，占所有动物的2/3。昆虫在我们的生活中无处不在，其分布范围极为广泛，从赤道到两极，从海洋、河流到沙漠，甚至上到世界最高峰——珠穆朗玛峰，下至几百米深的土壤里，地球上几乎所有角落里都有昆虫的身影。

正因为昆虫有着极强的环境适应能力，因此科学家希望能模仿它们做出机器昆虫，以用来探测其他星球上的各种复杂环境。

慢得像蜗牛的“勇气”和“机遇”

2004年1月，“勇气”号和“机遇”号探测车成功登陆火星表面，实现了人类探索太空历史性的突破。它们向地球每一次发送回来的资料数据，都足以让科学家们激动不已。

不过，凡事很难十全十美，这两辆探测车的行进速度实在让人难以忍受，在长达20个月的时间里，“勇气”号和“机遇”号分别只行驶了4.8千米和5.7千米。“机遇”号因为陷到一个30厘米高的沙丘而足足被困了一个月：为了攀登地面高度仅82米的小山峰，“勇气”号竟花费了14个月的时间，速度慢得就像蜗牛在爬。

小昆虫大启发

制造机动性能好、功能多、耗电量少的探测车一直是科学家们努力不懈的追求。怎样才能制造出性能更好的探测机器人呢？科学家们想到了昆虫那超强的适应能力，一些研究人员打算向昆虫学习，把昆虫的这一特点运用到即将研制的机器昆虫上去。

在美国西部有一个专门研究生物机器人的实验室，这个研究团队正在研制一种有6条腿的机器人。它的外形看起来几乎就跟蟑螂一模一样，不过尺寸却被放大了近20倍。在实验室里，科学家们先利用慢镜头录像仔细分析了蟑螂的行动方式，然后将这种昆虫的关节结构全部照搬到了机器人身上。机器人的腿共分为5个部分，通过压缩空气促使机器人“腿关节”运转，但这种设计非常费电，也很复杂，任何一个部分失灵都可能使整个机器人瘫痪。

因此，科学家们打算把这个机器爬虫进行简化，制作出另一种机器人。把6条腿换成6个装着轮子的腿，每个“腿轮”由3条“小腿”环绕组成一圈，看起来就像带有缺口的轮子。随着轮子的转动，每个腿轮上的3只脚依次着地，推动机器人向前进。这样，机器人仅靠一台发动机，就可以驱使6个腿轮同时运转了，复杂程度也大大降低。

这种机器人的前部还装有2条触角，当碰到障碍物的时候，这两条触角能帮助它判断是绕开、爬过去、还是钻过去。机器人以中间两个腿轮的轴为分界点，分为前后两个部分，当它遇到较大障碍物时，还能像蟑螂一样将前半身抬起，后面4条腿负责提供前进的动力，前面2条腿负责向上攀爬——这些特征都使它和蟑螂的运动方式非常相像，传统机器探测车还有其他一些缺点。比如，人们是在地球上，通过远程遥控对探测车进行控制的，这样会使每个指令从发出到返回，中间有40分钟的延迟。因此研制出能够完全“自我控制”的机器人是非常重要的，要想通过精确编程来控制6条腿的机器昆虫前进步伐，几乎是不可能做到的，科学家只好再次将目光转向了仿生学。

“机器蝎子”诞生了

据说，德国不莱梅大学的机器人研制小组，在研究了多种动物运动的生物学机制基础上，正在制造一种有8条腿的机器蝎子。要知道，在动物体内因为有许多神经元连接在一起，所以才能控制肌肉有节奏地收缩和伸展，最终控制运动。机器蝎子体内，则通过电路来模仿这些神经元，产生有节奏的信号，控制发动机操纵每条腿上的关节运动。

机器蝎子内部装有许多传感器，用来探测身体、关节、足端的倾斜程度，这些信息再返回给电路进行处理，以确保机器蝎子能在起伏不平的地面上顺利行走。它可以平稳地走过岩石、沙地和陡坡，当传感器感到机器蝎子被绊住时，它们会马上启动预先设定好的程序进行复位。这种机器蝎子还有一个了不起的能力：如果不小心翻了身，它不会像真的蝎子那样动弹不得，它的腿可以翻转过来，使它继续行走。

英国航天中心的机器人专家说：“大约在15年内，轮式探测车就很难再胜任科学探索活动的要求。”这位专家正和其他仿生学家一起研究可能用于太空探索的仿生技术。他说：“为了保证太空探索任务源源不断地传回新数据，这种受生物启发的创新是不可缺少的，将来机器昆虫将在太空中大有作为。”