一项研究发现，水生蠕虫仅凭身体的活动和柔韧性就能将沙粒扫成堆，这种环境重塑行为无需大脑控制。科学家通过制造简单的柔性机器人成功复制了这一现象，证明了活动性和柔韧性是实现这一机制的关键。这项研究不仅揭示了生物与机械系统中颗粒重排的动力学，也为设计新型柔性机器人提供了灵感。
会“打扫卫生”的蠕虫
研究人员观察到，当两种水生蠕虫（Lumbriculus variegatus 和 Tubifex tubifex）在盛有细沙的盘子中活动时，它们会自然地将周围的沙粒扫成一堆一堆的，使原本散乱的沙子变得更有序。这些蠕虫身体细长且分节，拥有极高的柔韧性，它们的摆动行为能够有效地重塑环境。
无需大脑的自发整理
这种“整理”行为并非出于有意识的清洁意图，因为这些蠕虫没有中央大脑器官来控制复杂的行为。它们的活动完全是自发的，纯粹是物理作用的结果。
“活生生的蠕虫仅通过移动就能整理周围的环境，这太迷人了。它们的活动性和柔韧性本身就足以聚集颗粒并重塑环境。”
机器人模拟揭示核心机制
为了弄清这种现象背后的原理，科学家制造了一个简单的“无脑”机器人。这个机器人由多个自驱动的微型机器人通过柔性橡胶连接而成，用以模仿蠕虫的身体结构和运动方式。
实验证明，实现这种扫沙效果只需要两个基本要素：
- 活动性： 持续的、起伏的运动。
- 柔韧性： 身体能够灵活弯曲。
研究还发现，机器人的身体越长、越柔韧，就能从更大的区域清扫颗粒，并形成更大的沙堆。反之，较短或较硬的机器人效果则不明显。
从生物到机器人的启发
这项研究的结果连接了生物系统和人造系统在颗粒清扫动力学上的空白。这一发现不仅加深了我们对自然现象的理解，也为设计能够自主整理或操控微小颗粒的柔性机器人系统提供了新的思路。