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机器人必须被编程来执行许多生物习以为常的任务——比如，从坚硬的表面走到沙质表面（例如从木板路走到沙滩上）。对于人类来说，例如，从木板路转移到沙滩，只需要稍微调整一下步态。但对于机器人来说，沿着沙滩——或在沙漠中——散步绝非易事。事实上，如果机器人应该在战区运送军事或医疗物资，或者在数百万英里外的火星上采集样本，这可能会很快变成沙坑，绝非好事（至少可以这么说）。
机器人难以在沙地上行走的原因（除了沙子会堵塞它们的机械结构外）是，脚在沙地中移动时会同时感受到类固态和类液态的力。当然，机器人无法感觉到这种差异；它们需要被给予指令才能调整它们的运动。佐治亚理工学院、西北大学和宾夕法尼亚大学的研究人员团队在本周发表在《美国国家科学院院刊》上的新研究表明，了解这些不同的材料如何影响机器人的脚步是构建能够轻松适应其行进表面变化的机器人的关键。(pdf)
为了他们的研究，研究人员将一个名为“沙地机器人”的六足机器人放置在一个装满罂粟籽的八英尺（2.4米）长的轨道上。五磅（2.3公斤）、一英尺（30厘米）长的沙地机器人的肢体移动得越快，它就越快陷入沙地。沙地机器人靠六条看起来像撇号的“c形腿”行走。“当我们第一次将机器人放入实验室的沙地轨道时，它转动肢体并将自己埋了起来，”首席研究员、佐治亚理工学院物理学院助理物理学教授丹·戈德曼说。
研究人员很快了解到，减慢沙地机器人肢体的移动速度可以让沙子更像固体表面。他们能够让沙地机器人以每秒 30 厘米的速度移动（仍然只有它在坚硬地面上移动速度的一半）。
该项目于 2007 年开始，耗资约 10 万美元，其中大部分来自 Burroughs Wellcome 基金会，尽管 美国陆军研究实验室 也做出了贡献，戈德曼说。
由于轮式机器在某些类型的地形中用途有限，其他研究人员也致力于开发能够适应周围环境的腿式机器人，包括波士顿动力公司的 Big Dog 和 Little Dog 项目。戈德曼说：“看看自然界，你会发现动物在各种材料上都能很好地移动。” “从某种意义上说，这是一个很好的项目，它向我们展示了一些我们需要理解的物理原理，以便与地面互动。”
图片由丹尼尔·戈德曼提供