机器人工程师从大自然中汲取灵感并不罕见。近年来，鸟类、狗、已灭绝的海洋生物，甚至人类本身，都成为了新机械设计的起点。如今，斯坦福大学的研究人员正以收获螨虫（俗称长腿蜘蛛）为灵感，设计一款新型机器人，他们认为这款机器人能更好地适应不平坦的岩石洞穴和熔岩管。他们希望有一天，这种蜘蛛般的机器人设计能够帮助机器人在月球和火星的冰洞中导航。
蜘蛛机器人如何工作？
研究人员在今天发表于《科学机器人学》期刊的论文中介绍了他们名为“ReachBot”的新型机器。ReachBot 配备了多个可伸缩的吊杆式肢体，可以用来够到岩石并推动自身前进。每条肢体都连接着一个三指抓手，可以抓住岩石并将其用作锚点。长腿设计意味着机器人的肢体可以接触到熔岩管或洞穴的地面、天花板和墙壁，从而提供更大的杠杆作用。研究人员写道，这种独特的位置，让 ReachBot “能够采取多种可能的配置、支撑姿势和力的施加选项。”
ReachBot 试图填补现有探索机器人形态上的空白。研究人员认为，小型机器人虽然能有效地穿行狭窄通道，但通常活动范围有限。相比之下，大型机器人可能能够到达更多区域，但其笨重的质量和复杂的机械结构可能会使其陷入困境。ReachBot 提供了一种折衷方案，它依靠一个小型主体，其肢体可以根据需要伸展和够到。
该机器人利用一系列车载传感器来扫描前方区域，寻找凹陷的岩石或其他表明可抓握区域的迹象。就像真实的蜘蛛一样，ReachBot 不会立即假设岩石表面是平坦的，而是寻找“抓手可以部分包围的圆形特征。”研究人员表示，他们通过模拟测试了该机器人，以帮助它提高正确识别可抓握表面区域的能力，并辅助步态规划。模拟之后，ReachBot 在莫哈韦沙漠皮斯加陨石坑附近一条无人值守的熔岩管中进行了实际测试。
研究人员写道：“实地测试的结果证实了最大抓取力的预测，并强调了识别和转向提供牢固抓握的凸形岩石特征的重要性。”“它们还突出了 ReachBot 抓取规划的一个特点，即识别、瞄准和伸展吊杆比在制造场景中抓取物体需要更高程度的投入。”
ReachBot 有助于研究人员探索其他行星上的深层洞穴和洞穴
研究人员认为，ReachBot 的蜘蛛状设计可能具有外星应用的潜力。在莫哈韦沙漠这样的熔岩管（机器人曾在此进行测试）的存在，使得月球和火星表面的一些区域变得难以探索。研究人员说，对于后者，火星上古代的地下环境自该行星可能曾经宜居的时期以来，基本保持不变。他们写道，这些受保护的洞穴区域“可以为未来人类居住提供场所。”
理论上，未来的太空探索机器人可以利用类似 ReachBot 的设计，深入探索当前机器人难以到达的区域。此外，研究人员正在探索三条腿的跳跃机器和四条腿、受狗启发设计的机器人如何也能帮助科学家更多地了解我们太阳系邻居未被发现的区域。
