蛇形摆、蛇形机器人……原来蛇与这么多科学有关

封面新闻记者 张峥

今年我们迎来了象征智慧与变革的蛇年。蛇，在自然界中以其独特的形态和生存方式吸引科学家的目光。从古老的神话到现代的科技发明，都有着蛇的身影。蛇年的到来，为我们提供了一个机会，来探索这些与蛇相关的奇妙世界。

蛇形摆

在广东科学中心的数理万象展馆，蛇形摆的展项备受观众欢迎。按下按钮，把摆抬到同一高度，然后全部释放，观众会看到这些摆会先是同步摆动；两三个来回后，出现了弯弯曲曲的形状，酷似蛇形，接着，相邻的两个摆交叉摆动，错落有致，像跳欧洲宫廷的四对方舞；再接着，又恢复了最初模样。“我们都知道，单摆的摆长决定了它的摆动周期，这些摆的摆长有预先设定的长短差异，每个摆都有自己固定的周期。按下按钮后，原来呈直线排列的摆锤就不再在一条直线上了，而成为变化扭动的曲线，很像爬行中的蛇。由于每个摆的固有周期不受其他摆的影响，这些摆的排列次序也不会变化，所以它们的整体图形变化到一定时候又恢复原貌，重现了有规律的变化。只要摆动不因空气阻尼而停止，这种周而复始的现象就会持续下去。”广东科学中心讲解员王琪介绍。

广东科学中心蛇形摆

“蛇形摆”是一个受蛇蜿蜒移动方式启发而得名的物理实验。这个实验帮助研究人员理解非线性动力学和混沌理论中的概念，对于发展更高效的能量传输系统和改进机械设计具有重要意义。

蛇杖

2025年1月20日，是我国第二个国家急救日。在医院、救护车上，我们通常能看到蛇的身影：蛇缠绕在一根手杖上。西方医学里“蛇绕拐杖”是医学的标记。其来历可以追溯到古希腊神话。

阿斯克勒庇俄斯（Asclepius）他是古希腊神话中的医神，传说他拥有起死回生的能力。阿斯克勒庇俄斯的形象通常与一条蛇和一根手杖有关。

蛇在许多古老文化中都是治愈和重生的象征，因为它们能够蜕皮，象征着更新和再生。在阿斯克勒庇俄斯的故事中，蛇被认为传授了他草药的知识。手杖代表支持和旅行，云游四方，为人治病之意。

蛇形机器人

受到蛇的灵活移动方式启发，科学家和工程师们设计出了蛇形机器人。这些机器人能够模仿蛇的动作，在复杂或狭小的空间内进行探索和作业。例如，在地震后的废墟中搜索生还者、工业管道内部检查等。它们通常具备良好的灵活性和适应性，能够在多种环境中执行任务。

曾经，哈工大团队研发出了避障脱困版蛇形防盗防火伙伴机器人；机器人公司Sarcos设计了一款Guardian S蛇形机器人。这款机器人搭载了高效能的电池与先进的能量管理系统，一次充电能持续运动4小时，并以稳定的速度穿梭于指定区域。

贪吃蛇

贪吃蛇是一款经典的电子游戏。游戏的目标，是控制一条蛇在屏幕上移动，让这条蛇吃到分布在屏幕各处的食物。

每当蛇吃到食物时，它就会变长一点，并且玩家会得到一定的分数。游戏的乐趣在于挑战高分和锻炼反应速度与规划能力——你需要快速决定蛇的前进方向以获取食物同时避免任何碰撞。贪吃蛇简单易懂却富有挑战性的玩法使其成为了老少皆宜的游戏。

仿生学研究

科学家们也对蛇如何在各种地形上高效移动进行了深入研究，以期将这些原理应用于新产品的开发中。比如，某些研究专注于蛇鳞的结构和功能，试图开发出具有自我清洁、抗菌甚至防弹性能的新材料。