作為美國工業(yè)巨頭和美國最大的公司之一，通用電氣在廚房用具，醫(yī)療保健，照明，發(fā)電，機器人等領(lǐng)域均有涉足。近日據(jù)外媒報道，通用電氣又研發(fā)了一款快速隧道挖掘機器人。

這種隧道機器人的開發(fā)是美國國防高級研究計劃局（DARPA）的“破壞者”項目的一部分，旨在開發(fā)更快、更有效的隧道挖掘方法，以支持關(guān)鍵軍事行動。

設(shè)計靈感來自于蠶和樹根

機器人的設(shè)計靈感來自于蠶和樹根。通過模仿蠶（土蟲）快速的節(jié)奏運動，使機器人能夠快速和有效地挖掘出我們的隧道。模仿樹根的規(guī)模和能力，通過研究根如何生長到地面，使機器人能夠產(chǎn)生更大的力量。

研究人員表示：事實證明，土蟲可能是地球上最多產(chǎn)的隧道制造者。樹根可以通過組織生長產(chǎn)生高壓，穿透高度壓縮的土壤和軟巖石。他們設(shè)計了一個長幾英尺的原型，用液壓人造肌肉模仿在土壤中移動的土蟲的靈活性，并且樹根的力量穿透軟巖石。

土蟲依靠充滿液體的被稱為“靜水骨架”的肌肉結(jié)構(gòu)可以在底下活動。當(dāng)它們移動時，其結(jié)構(gòu)的某些部分徑向地擴展，以擴大隧道，同時錨定蠕蟲，而其他部分則變長，從而產(chǎn)生運動并進一步滲透到土壤中。

隧道軟機器人由大塊部分組成，它們就像無脊椎動物中充滿液體的“靜水骨架”。機器人的人造肌肉像真正的土蟲一樣運動，以推動它前進，而分段的設(shè)計也賦予它令人印象深刻的運動自由，并能夠機動到難以到達的地方。

依靠強大的人造肌肉，機器人能夠根據(jù)土壤條件自適應(yīng)地改變其步態(tài)，使其具有多功能性。這種方法的另一個優(yōu)點是，機器人可以創(chuàng)建隧道，而無需將任何材料帶到表面，從而具有高效性和隱身性。但特里維迪說，設(shè)計一個強大的機器人，用武力移動只是挑戰(zhàn)的一部分。另一種是使其能夠自主地在障礙物上導(dǎo)航，從而到達所需的目標(biāo)位置，而無需利用全球定位系統(tǒng)。由于機器人在地下工作，因此需要為機器人建立自主和傳感能力，使機器人能夠在正確的位置移動和挖掘隧道。

（視頻以實際速度的 4 倍運行）GE生物啟發(fā)的巨型土蟲隧道機器人的演示。顯示機器人在位于紐約州尼斯卡烏納的GE研究機器人實驗室設(shè)立的測試裝置中挖掘泥土。

據(jù)介紹，這項研究的近期重點是實現(xiàn) DARPA 計劃推進隧道技術(shù)的關(guān)鍵目標(biāo)。到項目結(jié)束時，使機器人可以以每秒10厘米的速度移動，并挖掘一條長500米、直徑至少10厘米的隧道。

DARPA破壞者計劃的主要目標(biāo)是使地下隧道的快速建設(shè)能夠支持各種軍事戰(zhàn)場行動。這些行動可包括支助救援任務(wù)或迅速向前線再補給關(guān)鍵彈藥。該機器人項目是破壞者計劃資助的三個新項目之一，旨在展示機器人、傳感和其他組件技術(shù)中超越當(dāng)前商業(yè)鉆井能力的新能力的可行性。

應(yīng)用前景不限于軍事行動

目前，這一項目已獲得美國國防高級研究計劃局（DARPA）250萬美元的研發(fā)基金，以確保該項目的持續(xù)進行。DARPA將其撥款作為“破壞者”項目的一部分，該項目旨在開發(fā)能夠“快速構(gòu)建戰(zhàn)術(shù)隧道網(wǎng)絡(luò)”的技術(shù)，用于潛在的軍事應(yīng)用。破壞者計劃的目標(biāo)是證明快速構(gòu)建戰(zhàn)術(shù)隧道網(wǎng)絡(luò)的可行性，以實現(xiàn)安全、響應(yīng)的再補給。戰(zhàn)術(shù)隧道網(wǎng)絡(luò)可以提供安全的后勤支助基礎(chǔ)設(shè)施，例如在行動前預(yù)先部署補給品，或在部隊通過某一地區(qū)時為其提供持續(xù)的補給。快速鉆孔戰(zhàn)術(shù)隧道的能力可能有助于應(yīng)急行動，如快速彈藥補給或救援任務(wù)。

除此之外，這項研究將在石油和天然氣勘探、公用事業(yè)、地質(zhì)、環(huán)境以及其他行業(yè)也將有廣泛的應(yīng)用前景。這不是機器人蠕蟲唯一可以使用的地方。研究人員還看到了更廣闊的應(yīng)用場景，包括為高速互聯(lián)網(wǎng)鋪設(shè)電源線和光纖電纜，或用于工業(yè)檢查和維修任務(wù)。Trivedi 說：“如果你曾經(jīng)在噴氣發(fā)動機或發(fā)電渦輪機的裂縫中查看過，我們看到了應(yīng)用軟機器人平臺來檢查這些大型復(fù)雜機器內(nèi)部，甚至進行復(fù)雜維修的潛力。

GE 已經(jīng)開發(fā)和現(xiàn)場測試了用于噴氣發(fā)動機檢查和修理的新型蛇狀機器人。這些高度靈活的機器人允許以不同長度的尺度（從毫米到幾米）進入密閉和雜亂的環(huán)境，從而能夠就地執(zhí)行許多維護操作，而無需昂貴的拆卸和重新組裝工業(yè)資產(chǎn)。