机器人在探索海洋、海底、天空乃至太空方面表现出色，但在陆地上却面临较大挑战。近日，加州大学圣塔芭芭拉分校和佐治亚理工学院的研究人员开发出一款蛇形机器人，能够灵活穿越柔软的沙地或土壤。

蛇类长期以来一直是机器人设计的重要灵感来源，因为它们结构简单且动作多样。这些机器人已经被应用于探索沙丘、海底、管道、废弃核电站甚至人体内部。

现在，这些机器人开始向地下进发。尽管在沙子和土壤这类颗粒状物质中的阻力远大于在水中或空气中的阻力，研究团队成功开发出一种能以多种方式应对这一难题的机器人。

新设计的机器人基于现有的柔性机器人平台，通过前端“生长”的方式移动，类似于植物生长的过程。这种设计减少了整体摩擦力，使其更容易在地下移动。此外，机器人前端还配备了一个装置，通过吹气来推动沙子，从而开辟出一条通道。

然而，机器人在水平穿越沙地时往往会浮出表面，这是因为上方大量沙子产生的压力远小于下方紧密堆积的沙子所产生的压力。为了解决这个问题，研究人员在机器人后方增加了空气喷射装置，以减少摩擦力。他们还借鉴了一种受蜥蜴启发的机器人设计，添加了一个楔形部件，以帮助开辟路径。

最终，研究人员成功制造出一种小型机器人，能够在干燥的颗粒状介质中相对轻松地移动。这种机器人可以通过蛇形扭动和转弯，或者潜入沙中并从另一侧重新出现的方式来避开障碍物。

这项研究已经发表在《科学·机器人学》杂志上，展示了这款蛇形机器人的实际操作情况。