無腿機器人竟能跳3公尺高！靈感來自寄生線蟲的驚人彈跳力

喬治亞理工學院的工程師們從一種微小寄生線蟲的動作中獲得啟發，開發出一款僅12公分長的軟體機器人。這款採用矽膠材質、內嵌碳纖維骨架的創新裝置，竟能像籃球框一樣躍升至3公尺高，完全不需要傳統的腿部結構。

研究團隊透過高速攝影機觀察到，線蟲會將身體扭成特殊形狀來實現前後跳躍。這項發表在《科學機器人》期刊的研究成果，未來可望應用於開發能在各種地形、不同高度和多方向跳躍的機器人。

論文共同第一作者、化學與生物分子工程學院的博士後研究員Sunny Kumar驚嘆道：「線蟲的身體比人類頭髮還細，卻能跳出相當於自身長度20倍的距離。這就像我躺著不動，突然就跳上三層樓高的建築物！」

這種又稱圓蟲的線蟲是地球上數量最龐大的生物之一，廣泛存在於環境中，也會寄生於人體、昆蟲和動物體內。雖然可能導致宿主生病，但農夫和園藝愛好者常利用它們來替代農藥，防治害蟲保護作物。

研究團隊發現，線蟲會根據移動方向調整身體彎曲方式：要往後跳時，會將頭部抬高並收緊身體中段，形成類似人類深蹲的姿勢；往前跳則會伸直頭部，在身體另一端形成高翹的彎曲，蓄積能量後像體操選手後空翻般彈射出去。

「這種改變重心的方式讓線蟲能精準控制跳躍方向，」Kumar強調，「在如此微小的尺度上，還沒有發現其他生物能同時實現雙向等高的跳躍能力。」

研究共同作者Ishant Tiwari博士指出：「一般情況下，彎折往往會造成問題，比如血管彎折可能引發中風，吸管彎折就無法使用。但線蟲卻能巧妙利用身體彎折來儲存彈跳能量。」

團隊先透過電腦模擬線蟲的跳躍機制，接著實際打造軟體機器人來複製這種行為，並透過碳纖維強化結構來提升跳躍效能。研究顯示，這種彎折結構能讓線蟲在每次跳躍時儲存更多能量，並在0.1毫秒內快速釋放，且能反覆進行。

這項研究啟發工程師可以開發由碳纖維等材料製成的簡單彈性系統，利用彎折結構實現多地形跳躍。Kumar表示：「已有跳躍機器人被送上月球，其他類似設計也正被開發用於搜救任務，以克服複雜地形障礙。」

「我們實驗室持續從生物的特殊身體構造中尋找靈感，進而開發出能模仿這些能力的機器人。」這項跨校合作研究展現了仿生科技的巨大潛力。

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