蝾螈机器人能游会走

蝾螈机器人在液体中游动自如

　　欧洲科学家研制了一个奇特的蝾螈机器人，可以像鳗鱼一样在水中游弋，也能像蜥蜴一样用四条腿走路。此机器人模仿了动物从水生转为陆生的整个过程，旨在帮助科学家们了解水生动物在数百万年前是怎样首次爬上陆地的。

　　科学家们研制的这个机器人为我们揭示出鱼类的祖先从水生世界转向陆地生活演变的奥秘。远古时候的水生动物在水里游动主要是靠移动其身体，然而在陆地则是本能的利用肢翼来挪动身体。一直以来，科学家对这一转变过程迷惑不解。为此，科学家设计了电脑模型，模拟整个过程，并由此研制出了这一机器人。

    体态富于曲线的机器人

    由于蝾螈非常类似于地球上第一个陆地栖息的脊椎动物，因此，科学家选择两栖类动物蝾螈为模型。这个机器人长0.9米，由9节黄色塑料组成。每一节塑料中有一套电池和微型控制器，但它动起来像是一个似的。

    科学家首先采用电脑模型模拟像七鳃鳗这样的动物的脊髓，然后再给肢翼加上行走功能。之后，研究人员根据蝾螈的身体构造仿制出一根长长的脊髓，此外还模仿动物的脊髓神经元，并在机器人上安置了人工神经元。这些神经元对脊椎动物来回移动起了至关重要的作用。

    位于瑞士洛桑的瑞士联邦技术学院的物理学家欧克-艾吉斯彼特说，"我们正在努力弄明白在远古时期的鱼类演变为两栖动物期间到底发生了什么，就像蝾螈。"

    从水生到陆生

    他们用笔记本电脑上的模型和无线信号来控制蝾螈机器人如何行走和游动。艾吉斯彼特及其研究小组成员们发现，虽然脊髓控制运动非常复杂和深奥，但改变机器人步态只需简单的刺激。他们由此推断，水生动物在爬上陆地之前，并不需要将鱼鳍退化而完全使其进化为新的神经系统。

    实际上，从水生到陆生的转变过程是非常简单的，只需二个简单信号从脑干发送出来就能做到。将不对称信号传送给脊髓的神经元，可以让机器人向左转或右转，是游动还是行走。

    而且，通过改变安装在机器人上"脊髓"的电流刺激便可实现机器人移动的目的。电流激励越小，机器人移动得就越慢。同理，如果科学家加大电流激励，机器人移动速度变大，直至神经元中心达到工作极限。然而当蝾螈准备下水时，其肢翼不再使用并往后合起，随及它的身体触水并开始蛇形游动。

    艾吉斯彼特说，"我们认为，机器人肢体的协调非常好，所以一旦你刺激机器人肢翼的振荡器，原来的神经系统便转向新的模式，这即是向陆地移动的过渡过程。其实，对真正的蝾螈进行电刺激，就能精确复制其步态是如何被电刺激而变换的。"

　　婴儿学步

    艾吉斯彼特解释，"两栖动物在陆地爬行时，不是完全形成一套新的陆生神经系统，而是利用之前在水里游动的神经系统，并在其基础上扩大工作范围。这个机器人只是增加了特殊的肢翼振荡器，使其能在陆地爬行。"

    关于脊椎动物的肢翼移动和身体移动存在怎样的联系，这个机器人都给出了合理的解释。同时，模型也为脊髓和神经元是如何协同改变蝾螈的速度、方向和步态方式作出了解释。艾吉斯彼特表示，"令我感到惊喜若狂的是，自然界给大脑、脊髓负责肢体行动的各区域赋予了不同的职责。"