蜈蚣以其摇摆不定的步态而闻名，它们有几十到几百条腿，可以不停地穿越任何地形。

得益于蜈蚣的启发，美国佐治亚理工学院的研究团队已成功开发出一款多足机器人。这款机器人可以在崎岖不平的地表上轻松移动，无需依赖任何额外的传感器或复杂的控制技术。

佐治亚理工学院物理学院教授Daniel Goldman解释说：“当你看到一只乱窜的蜈蚣时，你基本上看到的是一个生活在我们习惯的运动世界之外的生物。在我们的世界里，我们的动作主要受到惯性的影响。如果我挥动腿步行，我就会向前移动。然而，对于蜈蚣来说，如果它们停止扭动身体和腿，那么它们将几乎立刻停止移动。“

由物理学家、工程师和数学家组成的乔治亚理工学院研究团队对此产生了兴趣，他们希望了解多肢体是否有助于在这样的世界里移动，并尝试利用这种运动模式的优势。他们不仅开发了一种新的多足运动理论，而且还创造了多足机器人模型。他们发现，即使是在崎岖的地形上，具有冗余腿的机器人也能够顺利移动，而无需使用任何额外的感应器或控制技术，这与他们的理论预测完全相符。

这些多足机器人在复杂且颠簸的地形上表现出色，他们可能会在农业、太空探索甚至搜索和救援等领域找到用武之地。

在《多足物质运输》这篇论文中，研究人员详细介绍了他们的研究成果。此外，他们还在《科学》杂志5月份的刊物上发表了题为"多足物质运输：在嘈杂地貌上的运动框架"的研究，以及在3月的《美国国家科学院院刊》上发表了名为"通过滑行进行自我推进：摩擦性游泳的多足机车"的研究。

为了理解为什么多足机器人在运动方面如此出色，研究人员受到了数学家Claude Shannon的通信理论的启发。这项理论揭示了如何可靠地在长距离中传输信号，其中一种方法是将信号分解为离散的数字单元，并使用适当的编码进行重复，而不是将其作为模拟信号发送。

“这个理论启发了我们，我们开始探索冗余是否可以帮助运输。”物理学博士后研究员Baxi Chong说：“因此，我们启动了这个项目，试图看看如果机器人有更多的腿会发生什么：四条腿、六条腿、八条腿，甚至16条腿。”

由Chong领导的团队，包括数学学院的博士后Daniel Irvine和Greg Blekherman教授，开发了一个理论，认为在机器人上增加腿可以增加其在复杂表面上的稳健移动能力--这是他们提出的空间冗余的概念。这种冗余性使得机器人可以成功地自主运动，无需依赖传感器来识别环境。如果一条腿出现问题，其他大量的腿可以保证机器人的持续运动。因此，这种机器人可以作为一个可靠的系统，在困难或"嘈杂"的环境中将自己或物品从A点运送到B点。

“对于先进的双足机器人，通常需要许多传感器进行实时控制。”Chong解释道，“然而，在一些应用场景中，比如搜索与救援、火星探索，甚至微型机器人技术，需要用有限的传感器驱动机器人。这是因为传感器可能昂贵且易受损，或者环境变化太快，不允许有足够的传感器-控制器反应时间。”

为了验证这一理论，机器人学博士生Juntao He进行了一系列实验。他与乔治-W-伍德鲁夫机械工程学院的硕士毕业生Daniel Soto一起制造了模拟自然环境的不规则地形。接着，他开始增加机器人的腿数进行测试，最初是6条腿，然后增至16条。就像他们的理论预测的那样，随着腿数的增加，机器人在地形上的移动能力也随之增强，而且这一切都不需要任何传感器的辅助。最后，他们在真实的户外环境中进行了测试，这款机器人表现出了在各种环境中行进的能力。

这项研究成果已经被用于农业生产。Goldman与他的团队共同创办了一家公司，目标是利用这些多腿机器人在除草剂失效的农田中除草。

"这些机器人有点像户外版的Roomba，适用于复杂的地面。"Goldman解释道，"Roomba之所以能高效工作，是因为它在平坦地面上使用轮子。然而，在我们的研究出来之前，我们不能确信在颠簸、岩石、碎石遍布的地形上的运动可靠性。现在我们有了这样一个初步的框架，可以用来确保我们的机器人能在一定时间内穿越一片农田。”

同时，研究人员还在努力优化这款机器人。他们已经理解了为什么蜈蚣机器人框架可以运作，但现在他们正在确定最佳的腿数，以实现在没有感应的情况下运动，这种方法既符合成本效益，又能保留它的优点。

他们的研究已经在《科学》和《美国国家科学院院刊》两份期刊上发表，分别在5月和3月。其中，《科学》杂志上的论文受到了数学家Claude Shannon的通信理论的启发，研究者们借此理论深入探讨了一个多腿机器人在运动方面为何如此成功。

这项研究的进展可能会带来一场在机器人科技领域的革命，我们可以期待在未来看到这些多腿机器人在各种场景中发挥出更大的作用，从农业生产、太空探索，到搜索和救援，其潜力是无穷的。