海膽獨特的身體和運動策略啟發(fā)了科學家，從而研發(fā)了這個機器人，UrnButt的身體有五個柔性管腳（綠色結(jié)構(gòu)）和十個剛性可移動刺。這些附件是由機器人體內(nèi)的軟執(zhí)行器驅(qū)動的，以允許機器人在特定的方向自我拉動或旋轉(zhuǎn)。
在海洋已知的奇怪物質(zhì)的光譜中，海膽可能在中間。他們是一個有趣的組合剛性和靈活，殼覆蓋在硬可移動脊柱以及軟管狀附屬物工作的組合，如腿和粘性腳。海膽的移動策略同時利用了這兩種附屬物，雖然它們可能速度不快，但它們可以進入各種可能有用的角落和縫隙，這似乎是一種在機器人中很有價值的能力。
本周在IROS 2019上，來自哈佛大學的機器人學家展示了一種仿生機器人UrchinBot，這種機器人“融合了海膽特有的解剖學特征”，由氣動或液壓驅(qū)動，無需系繩即可操作。它可能是基于真實的動物，但即使如此，海膽機器人絕對是我們見過的最怪異的機器人之一。
事實證明，成年海膽是一種復雜的生物，制作一個機器人版本的海膽需要很多。幼年海膽在一個簡單得多的身體中包含了相同的基本特征，雖然它們的尺寸只有0.5毫米，但放大版（身體直徑230毫米）更為可行。
和人類一樣，海膽的寶寶也有兩個活動性附屬物：活動性脊骨和粘性管足。物理上的相似性是驚人的，但不僅僅是美學上的相似，因為研究人員強調(diào)，“我們特別注意精確復制我們設計所依據(jù)的解剖特征的幾何和運動范圍。”
UrchinBot的刺（真正的動物用來保護，移動，并把自己塞進縫隙）反映了你在幼年海膽身上看到的兩種不同的刺。沒人能確定為什么嬰兒的脊椎比成人更漂亮，但海膽機器人也復制了這個細節(jié)。
UrchinBot每根脊柱都通過一個球形關(guān)節(jié)與身體相連，關(guān)節(jié)周圍有一個由三個充氣圓頂組成的三角形，可以充氣將脊柱推向不同的方向。所有的圓頂在機器人內(nèi)部都是相互連接的，這意味著脊椎不能單獨驅(qū)動，而且只要脊椎移動，你就會得到令人滿意的對稱旋轉(zhuǎn)運動。當它們逆著海膽機器人所倚靠的表面旋轉(zhuǎn)時，機器人會慢慢地朝相反的方向自轉(zhuǎn)移動。
管腳稍微復雜一點，因為真正的海膽會分泌粘性物質(zhì)，用來將自己粘在表面上，然后分泌一種酶，當它們想移動時，這種酶會溶解膠水。取而代之的是，海膽機器人UrchinBot使用可伸縮的腳趾磁鐵，只要機器人在鐵質(zhì)表面上移動，磁鐵就可以完美工作。當管腳充氣時，它們向外移動并使尖端向下傾斜，在足夠的壓力下，腳趾磁鐵彈出并粘附。然后，海膽機器人反轉(zhuǎn)其液壓系統(tǒng)，將管腳吸回來，將自己拉向附著點，并導致磁鐵再次彈出，一旦它到達那里。
海膽機器人身體的其余部分被泵、閥門和電子設備所占據(jù)，使得它可以在陸地和水下完全不受束縛地工作，這就是它的作用。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，UrchinBot海膽的脊椎表現(xiàn)出一種類似于真實海膽的運動范圍，這是整潔的。管腳可以達到6:1的延伸率，這與幼童海膽的10:1比例相當接近，但比成年海膽小得多，成年海膽可以將管腳延伸到50:1的比例。海膽機器人的速度不如海膽，超過原本的仿生體這是大多數(shù)仿生機器人所期望的。UrchinBot最高速度為6毫米/秒，即每秒0.027體長，比幼年海膽的速度要慢得多（幼年海膽的速度可以達到每秒10體長，但速度只有成年海膽的一半。
海膽機器人可能不是海底最快的機器人，但研究人員說，它可能對水下清潔和檢查應用很有用，特別是在嚴重污染對更傳統(tǒng)的機器人構(gòu)成挑戰(zhàn)的情況下。海膽機器人升級的首要任務是為它裝上盡可能多的額外執(zhí)行器，目的是使刺單獨活動，并給管腳額外的自由度。雖然海膽機器人可能找不到短期的應用，但它可以作為一個試驗臺，幫助研究人員識別物理特征和控制技術(shù)，從而產(chǎn)生新型更通用、更有效的水下機器人。
本周，來自哈佛懷斯研究所的Thibaut Paschal、Michael A.Bell、Jakob Sperry、Satchel Sieniewicz、Robert J.Wood和James C.Weaver在澳門舉行的IROS 2019上發(fā)表了一篇題為《一個未受約束的兩棲海膽啟發(fā)機器人的設計、制造和特性描述》的文章。
