爬上一座沙丘可不是件易事，即使對於最聰明的人類來說亦是如此——然而有些蛇卻是這方面的好手。目前，一項關於響尾蛇及其仿生機器人的研究發現了這類爬行動物蘊藏在蜿蜒滑行中的驚人奧秘。
科學家表示，這一發現可能有助於機器人更好的在城市搜救行動中通過碎石地，以及探尋考古遺蹟或者其他難以到達的地方。
這項最新研究針對的是生長在沙漠地帶的角響尾蛇（英文名Crotalus cerastes），它廣泛分布於美國西南部和墨西哥西北部的沙質地帶。它起伏式的身體運動並不向前——即面朝方向——而是採用一種稱作「側彎」的方式向側面蜿蜒移動。
「看著它們以如此美麗的舞姿滑行於沙地，真算得上最華麗、最不可思議的移動方式了，」該研究的資深作者Daniel Goldman說道，他是來自亞特蘭大市喬治亞理工學院的一名生物學家。「而且一點都不打滑。」
科學家們曾思考，是否這種蜿蜒側向移動就是蛇類爬行沙丘的奧秘所在？
運用高速攝像機拍攝這類蛇的實況並定製爬行動物機器人，這個研究團隊發現蜿蜒側向移動結合上下與前後的起伏動作可以將大部分身體接觸沙地並阻止打滑。
「蛇是怎麼想出這麼好的爬行方式，真是太酷了，我們怎麼想不到，」Goldman說，他的論文10月9日發表在《科學》雜誌上。
Goldman的博士學位論文就是研究類似沙地這樣的顆粒表面及其在受壓情況下的表現，例如來自人類的腳或者蛇滑行的身體。
靜止在地面上的一堆沙當然是固體。但一旦踩上去或者按壓它，沙子表現出的形態就像液體一樣，流動並坍塌。（任何走過沙灘或者試圖爬上沙丘的人都能充分的了解這個現象。）
為了看清沙子是如何響應蛇的行動，Goldman和同事們在喬治亞州亞特蘭大動物園內為角響尾蛇設置了一條試驗道路。就像每個攀爬陡峭沙丘的蛇一樣，它不停的變換著身體動作，或是抬起大部分身體或是讓大部分身體接觸沙面。這樣可以在部分爬行過程中減少對沙地的壓強，降低了打滑的可能。
然而這一技藝並不普遍。試驗還擴展到其他並不生活在沙漠環境中的13種相關蝮蛇中，結果只有角響尾蛇能毫無打滑的爬行。
為了測試不同的沙丘上不同起伏組合對爬行能力的影響，Goldman還請求卡耐基梅隆大學的Howard Choset提供先前開發出的蛇形機器人。
開始時，這隻機器蛇還無法爬上沙丘。但依據角響尾蛇的信息加以編程後，團隊打造出一架全新的蛇形機器人，幾乎能穿行於任何一座沙丘。
「這是我好長時間以來看到的最酷的研究之一，」來自布萊克斯堡市維吉尼亞理工學院的生物力學家Jake Socha說道，他並未參與到這項研究中。
「這對於開發能有效搜尋管道或者排水溝的蛇形機器人來說，實在是太重大的幫助了。」