受小海龟启发的机器人可以在沙子下游泳

这个机器人可以在沙子下面游泳，也可以把自己挖出来，这要归功于它的两个前肢，它们模仿了海龟幼体的超大鳍状肢。

它是唯一能够在 5 英寸深的沙子中行驶的机器人。它还可以以每秒 1.2 毫米的速度移动，大约每小时 4 米或 13 英尺。​​ 这可能看起来很慢，但与蠕虫和蛤等其他地下动物相当。该机器人的四肢末端配备了力传感器，使其能够在运动时检测障碍物。它可以不受限制地运行并通过 WiFi 进行控制。

可以在沙子中移动的机器人面临着重大挑战，例如比在空气或水中移动的机器人要承受更大的力。它们也更容易损坏。然而，解决沙子运动问题的潜在好处包括检查粮仓、测量土壤污染物、海底挖掘、外星探索以及搜救。

该机器人是加州大学圣地亚哥分校的机器人专家团队进行多项实验的成果，目的是更好地了解沙子以及机器人如何在沙子中移动。沙子尤其具有挑战性，因为沙粒之间的摩擦会产生很大的力;难以感知障碍物;事实上，它会根据具体情况在液体和固体之间切换。

该团队认为，观察动物是开发一种可以在沙子里游泳并从沙子里挖出来的机器人的关键。在考虑了蠕虫之后，他们降落在海龟幼体上，这些海龟的前鳍增大，可以让它们在孵化后浮出水面。乌龟般的鳍状肢可以产生巨大的推进力;让机器人能够转向;并具有检测障碍物的潜力。

科学家们仍然不完全了解具有鳍状附肢的机器人如何在沙子中移动。加州大学圣地亚哥分校的研究团队进行了广泛的模拟和测试，最终确定了锥形机身设计和铲形机头。

“我们需要建造一个既坚固又精简的机器人，”Shivam Chopra 说道，他是《高级智能系统》杂志上描述该机器人的论文的主要作者，也是该公司的博士。加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院尼克·格拉维什教授研究小组的学生。

该机器人通过监测其鳍状肢运动产生的扭矩变化来检测障碍物。它可以检测到身体上方的障碍物，但不能检测到身体下方或正前方的障碍物。

为了使机器人保持在沙子中的水平深度，研究人员在机器人鼻子的两侧设计了两个箔状表面，他们称之为“terrafoil”。这使得他们能够控制升力，因为机器人倾向于将鼻子指向表面。

研究人员在实验室以及加州大学圣地亚哥分校附近的拉霍亚海岸海滩的 5 英尺长水箱中测试了该机器人。他们发现机器人在潮湿的沙子中速度减慢，这提供了更大的阻力。

下一步包括提高机器人的速度;除了将自己从沙子中挖出来之外，还让它能够真正钻入沙子中。

这项工作得到了海军研究办公室的部分支持，并发表在 2023 年 5 月 12 日出版的《先进智能系统》杂志上。

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