查特基教授和他研究的翼龙

根据化石复原的翼龙

　　环视大自然林林总总的生物，总能见到令人赞叹的“独门特技”,而机器人工程师们也从中获取灵感，开拓了自己的创新路径。

　　有时机器人需要身材小巧，以便完成某项任务；但同时又要它穿越岩石，这就有些两难了。

　　瑞士机器人工程实验室工程师弗罗来若和科瓦奇注意到了蚂蚱。它们用弹性的肌肉来贮存能量，再瞬间释放出来完成跳跃，一跳能掠过1米左右，全然不管地面是否坑洼。这比迈腿走路，或用轮子前进(大部分机器人是如此)快捷许多。

　　他们建造了一批只有5厘米高的“蹦蹦跳”机器人，其双腿分为两节，有关节相连，“曲膝”的初始角度可以调节，并决定机器人跳跃的距离和高度。它最高能跳约1.4米高，是自身的27倍(这可是机器人跳高的世界纪录，前纪录是17倍)。蹦跳靠的是双腿安装的弹簧。自重0.6克的微型马达慢慢地上紧弹簧发条，提供跳跃时快速释放的能量。这个马达很普通，就是呼机里实现“振铃”功能的。

　　微型电池给马达充电到可跳跃一次需要3.5秒的时间，而电池的储电量(10毫安时)可让机器人跳跃108次。当然，也可以安装太阳能电池。

　　机器人蚂蚱能做什么？科学家们想得很多：在灾区寻找失踪人员；用于环境监测，监视非法排放；为人类登上其他星球打前站探路。机器人蚂蚱结构简单，也便宜，这是它能大有作为的一个有利条件。

　　服务犬的徒弟学成上岗

　　服务犬是肢体受损者的朋友，它们完成一些本来很难的家常活，提高残障人士的生活质量和独立性。不过，找到服务犬并不容易。它们是狗狗中的精华，品种优良，平均每条的价格在1.6万美元。它学会助残技能需要训练2年，还少不了磨合期。服务犬永远处于“深度”供不应求的状态。

　　美国佐治亚州技术大学生物医学工程教授查利·肯普有个新的想法，希望能造出“电子伴侣”，以服务犬费用的零头，完成相同的责任。他也认为，“机器人研究者不应只将人类作为样板，服务犬在责任范围内显示出非凡能力，它也是我们的老师。”

　　肯普和他的研究生找到佐治亚州一家专业提供服务犬的机构GCI，详尽地研究了金毛寻回犬贝蒂，了解它能完成的动作，以及动作与指令的关系。好比说主人需要拿药瓶，他会对服务犬发出口令，然后做个手势，指向放药瓶的位置。贝蒂还能完成开门、开抽屉之类“挑战性”任务，关键是利用抽屉或门把手上附着的毛巾。

　　工程师与GCI的训导员配合，列出了一份指令清单，包含服务犬上岗所需要完成的所有任务，以及作为和谐关系核心的人犬交流细节。

　　工程师们据此对服务机器人(不叫它机器狗吧)进行编程，让它模仿“前辈”的行动。它接受指令的流程是：主人口述命令并用激光束指点所需物件的位置，机器人感知命令和激光指向，前往完成指定的工作。当然，要开门开抽屉，同样需要借助那块手巾。

　　服务机器人眼下能高效率地完成10件工作和指令——正是GCI教给服务犬的内容——包括递送物件、往桌上放东西、开启微波炉屉。

　　肯普说:“我相信机器人很快就能达到服务犬的水平。”虽然机器人的确不如服务犬那样有个性，通人心，皮毛暖人，不过它也有自己的长处:不需要照料，也不会为一块牛排而分心。

　　无人操纵飞机有着远古的根

　　你一定还记得《侏罗纪公园》续集中长着尖牙，会飞、会走、会在水面巡航的飞行生物，它们是第一种具有飞行能力的爬行动物——翼龙，曾经统治天空长达1.5亿年。

　　翼龙将瑞克·林德的灵感带到远古的白垩纪初期。这位佛罗里达大学航空工程助理教授，想把翼龙的特色融入无人操纵飞行器的设计中去。林德需要一位古生物学家来解释这种古生物的身体结构，得克萨斯理工大学的桑卡·查特基教授正是合适的人选。他的研究领域包括了翼龙和鸟类飞行的生物力学。

　　他俩开始了关于机器人翼龙概念的交流，机器人翼龙的轮廓慢慢清晰起来。在功能清单上，飞行是第一位的，再是步行、乘风滑翔，而水上巡航放在最后。机器人将能走能飞，穿越狭窄通道，甚至在阳台上登陆。

　　化石告诉我们，翼龙的头盖上有个帆样的东西，是鼻子的一部分，既作为前置的舵，又是感觉温度、压力和风向的机械式感受器。蒙着皮膜而不覆羽毛的翅膀，支撑整个翅膀的超大手指，这些翼龙的显著特征，都会体现在它的机器人版本中。

　　林德说，它看起来会像架飞机，但通常放在飞机背上的尾翼搬到了鼻子上，这会使它的旋转半径减到最少。由此引起的不稳定，则用翅膀的运动来补偿。翅膀会有2个关节(类似关节肩和肘关节)，能做多种复杂动作，包括垂直旋转、水平方向前后移动；空气动力学结构也相应改变，这些都使它对稳定的贡献更大。

　　机器人翼龙的设计重不到2磅，翼展9米，时速不超过65公里。用碳纤作骨骼，尼龙作皮肤，既轻盈又牢固。林德说会尽量选用市售的伺服电机，也就是无线电控制飞机用的那种。

　　机器人翼龙会配备录像、录音和化学感应器，以便收集气味、音频、视频等方面的实时数据。凌启渝