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機器人必須被程式設計來執行許多生物習以為常的任務——比如，從堅硬的表面走到沙質表面（例如從木板路走到沙灘上）。對於人類來說，例如，從木板路轉移到沙灘，只需要稍微調整一下步態。但對於機器人來說，沿著沙灘——或在沙漠中——散步絕非易事。事實上，如果機器人應該在戰區運送軍事或醫療物資，或者在數百萬英里外的火星上採集樣本，這可能會很快變成沙坑，絕非好事（至少可以這麼說）。
機器人難以在沙地上行走的原因（除了沙子會堵塞它們的機械結構外）是，腳在沙地中移動時會同時感受到類固態和類液態的力。當然，機器人無法感覺到這種差異；它們需要被給予指令才能調整它們的運動。佐治亞理工學院、西北大學和賓夕法尼亞大學的研究人員團隊在本週發表在《美國國家科學院院刊》上的新研究表明，瞭解這些不同的材料如何影響機器人的腳步是構建能夠輕鬆適應其行進表面變化的機器人的關鍵。(pdf)
為了他們的研究，研究人員將一個名為“沙地機器人”的六足機器人放置在一個裝滿罌粟籽的八英尺（2.4米）長的軌道上。五磅（2.3公斤）、一英尺（30釐米）長的沙地機器人的肢體移動得越快，它就越快陷入沙地。沙地機器人靠六條看起來像撇號的“c形腿”行走。“當我們第一次將機器人放入實驗室的沙地軌道時，它轉動肢體並將自己埋了起來，”首席研究員、佐治亞理工學院物理學院助理物理學教授丹·戈德曼說。
研究人員很快了解到，減慢沙地機器人肢體的移動速度可以讓沙子更像固體表面。他們能夠讓沙地機器人以每秒 30 釐米的速度移動（仍然只有它在堅硬地面上移動速度的一半）。
該專案於 2007 年開始，耗資約 10 萬美元，其中大部分來自 Burroughs Wellcome 基金會，儘管 美國陸軍研究實驗室 也做出了貢獻，戈德曼說。
由於輪式機器在某些型別的地形中用途有限，其他研究人員也致力於開發能夠適應周圍環境的腿式機器人，包括波士頓動力公司的 Big Dog 和 Little Dog 專案。戈德曼說：“看看自然界，你會發現動物在各種材料上都能很好地移動。” “從某種意義上說，這是一個很好的專案，它向我們展示了一些我們需要理解的物理原理，以便與地面互動。”
圖片由丹尼爾·戈德曼提供