神奇的現代“機器馬”

大家對于馬都是十分熟悉的，馬是我們中華民族崇愛的動物之一，看啊，馬，(如右圖)腿長體健，肌肉發達，行則悠然自得，奔則四；蹄騰空，在古代，馬和馬車一直是最好的運輸工具，但是馬需要精心飼養管理，也有生老病死，人們多么希望有一種像馬一樣的“四腿機械”啊，在1700多年前，三國時期的諸葛亮就設計出了“木牛流馬”!

“木牛流馬”的傳說

古典名著《三國演義》中，諸葛亮六出祁山北伐，十萬大軍的糧草堆積在劍閣，蜀道難行，人夫車馬搬運艱難，諸葛亮喚集軍匠一千余人，在葫蘆谷制成神奇的木牛流馬，晝夜搬運不絕，可惜的是，木牛流馬發明不久之后，諸葛亮病逝五丈原，接著蜀國滅亡，木牛流馬沒有流下任何實物和圖形史料。神奇的木牛流馬成為中華民族的一個千古之謎!

為了揭開這個古代仿生科技之謎，《中國機械報》曾開展了關于木牛流馬的大討論，引起海外各界人士的熱烈爭鳴。

天津的民間工匠姚容先生、陜西漢中市西鄉縣農民徐明德都曾仿制出了木牛流馬：木牛和流馬周身呈鐵紅色，各長2.5m、寬1.7m、高1.3m，載重量約50kg，有“健全”的四肢，利用連桿傳動原理，用手上下搖動拴在木牛流馬嘴上的“駕桿”，它們的兩只前腿就能向前作同步或異步移動，其頭、尾也隨之晃動，而且木牛流馬的膝關節均能彎曲，遠望去就像真的牛、馬在緩慢行走，特別成功的是其舌頭作為整個工具的開關(舌頭向上則開啟，向下則關閉)，與古書中的記載完全吻合，引起人們極大的興趣。

“機器馬”——仿生學的又一成功

神奇的木牛流馬發明一千多年以后，意大利科學家契凡里制造出第一匹現代仿生“機器馬”，這匹馬的腿長1.45m，一般慢行時每秒跨一步，每小時可以行走6km，最快可以達到10km。

這匹仿生機器馬利用當時的技術，巧妙地解決了行走時的幾個難題，首先是平衡問題，身體傾斜時可以自動校正，絕不會“馬失前蹄”當眾出丑：第二是馬腿關節的靈活運動難題：第三還有動力的傳遞難題，

我們說說關節的難題吧，人和動物的關節是指骨與骨相接之處，能伸屈旋轉活動的器官，一般由關節囊、關節面和關節腔構成，可不能小看這個關節啊，人和動物的一舉一動都離不開它，有了關節，人和動物才不會“直著腿”走路!關節有很高的自由度，適合于幾乎任何角度的動作。

模仿動物的關節，人們制造出了“關節軸承”，這是一種特殊結構的滑動軸承，主要是由一個有外球面的內圈和一個有內球面的外圈組成，能承受比較大的負荷，關節軸承一般用于速度較低的擺動，由于滑動表面為球面形，可以在一定角度范圍內做傾斜運動，先進的關節軸承配備有各種傳感器并與電腦連接，可以自由編程，完成全自動化的工作，如自動裝配、噴漆、搬運、焊接等工作。

現代“機器馬”翟神威

隨著現代科學技術的飛躍發展，各種裝備完善的新式仿生機器馬不斷出現，小的猶如山羊，大的猶如大象，有趣的是，現代機器馬的貨物不是馱在背上，而是藏在馬肚子里。

例如美國制成的現代仿生機器馬，可以從容爬坡，越過溝坎。此“馬”的功率為45kW，時速可達13km，由精密電腦控制，最近美國又開發出來一種新式仿生機器馬(也有翻譯為“機器騾子”)，它能用四條腿平穩并且敏捷地行走，行進速度達80km／h，適用于各種地形和陡坡，這種機器馬載重超過40kg，大大減少了士兵負重，加速部隊的行進速度。

日本制出的機器馬簡直可以和真馬媲美，這匹“馬”有16個機器主關節，能跑能跳，十分靈活，由于有多個傳感器安置在馬蹄中和身體各部位，由精密電腦控制。使它有靈敏的視覺和聽覺，還有觸覺，它的頭可以做360°旋轉。甚至能像真馬一樣揚蹄“嘶叫”呢!

現代機器馬的動力能源都使用高效電池，裝有先進的遙控裝置以及多種傳感器，利用簡單的口令就可以指揮它，也可以在遠方進行遙控。

“機器馬”飛向太空

現代宇宙航天技術的飛躍發展，使人類登月成為現實，月球上沒有空氣，大大小小的隕石可以直接撞擊月面，因此月球表面很不平坦，到處坑坑洼洼，依靠僅僅有輪子的車輛難以正常行駛，科學家設計出多種智能月球車，其中一種就是機器馬的形狀。

1970年11月17日，“魯諾寇德”一號探察機器人在月球成功著陸，揭開人類利用機器人探索宇宙的新紀元，科學家精心設計的智能月球車具有子母結構：母車由四輪獨立驅動，速度可達1km／h，可跨越0.15m高的障礙，可攀登300的斜坡；子車有6條腿，每條腿有3個關節(非常靈活，需要時還可以當做機械臂使用)，腿上配備了各種先進的傳感器和CCD相機，這種智能月球車具有很強的環境適應能力。

2004年1月3日，“勇氣”號探測器成功登陸火星，從蜷縮的狀態伸展開，變成長1.6m、寬2.3m、高1.5m，重174kg的智能機器馬，當“勇氣”號探測器發現值得探測的目標，它會以26個輪子當腿，慢慢運動至目標面前，然后伸“手”進行考察，甚至還掌握著與人類地質學家所用工具類似的放大鏡和錘子，“勇氣”號標志著人類發射的星際探測器自動化程度提升到了前所未有的水平。

從充滿神秘、古老的木牛流馬到神奇的現代智能機器馬，是仿生學的輝煌成果，充分說明了人類的智慧是無窮無盡的!

責任編輯 程哲