大西洋剃刀蛤使用很少的能量以高速钻入海底土壤。现在详细了解动物如何挖掘导致机器人蛤蜊的发展，可以执行相同的技巧。
据其开发商Amos Winter，麻省理工学院机械工程的Robert N. Noyce职业发展助理教授Amos Winter说，这种装置被称为“RoboClam”，可用于挖掘地面以埋设锚或破坏水下地雷。
尽管它坚硬的外壳，大西洋剃刀蛤(Ensis directus)可以以每秒1厘米的速度穿过土壤。更重要的是，动物能够仅使用AA电池中包含的能量来挖掘0.5公里。“蛤蜊的诀窍在于移动它的外壳，使其身体周围的土壤液化，减少阻力作用于它上面，”温特说。“这意味着将它的壳体拉入土壤所需的力要比在静态土壤中移动时要小得多。”
为了开发一种可以执行相同技巧的机器人，Winter和他的合作开发人员，麻省理工学院机械工程和应用数学教授Anette Hosoi需要了解蛤蜊的运动如何导致土壤液化，或变成流沙，它的外壳。现在，在一篇发表在Bioinspiration and Biomimetics期刊上的论文中，研究人员首次揭示了这一过程背后的机制，并描述了他们的机器人如何能够模仿这一行为。
当剃刀蛤开始挖掘时，它首先缩回它的壳，释放它的身体和它周围的土壤之间的压力。这导致土壤开始坍塌，在动物周围形成局部滑坡。随着蛤蜊继续收缩，减少自身的体积，它会将水吸入这个失败的土壤区域。水和沙子颗粒混合，形成流化的基质 - 流沙。
但时机至关重要。Winter说，如果蛤蜊移动它的壳太慢，那么沙粒会在动物周围坍塌而不会流动。但是，如果蛤蜊移动得太快，它就不会让沙粒有足够的时间与流过的水混合，而它们只会保持静止。“我们的数据显示，从土壤流化到完全不移动土壤颗粒这一过程非常突然，”他说。
为了开发一种能够以这种方式在自身周围产生流沙的低能量锚定系统，研究人员建造了一个机械木偶翻盖，由两个半部组成，可以以类似于手风琴的方式一起移动和分开。傀儡连接到杆上，杆可以打开和关闭壳体并上下推动它，产生与动物相同的收缩。
为了更容易在盐水中测试他们的RoboClam原型，研究人员使用压缩空气系统来驱动壳体的膨胀和收缩。Winter的团队正在开发一种电子版本，这将使其与该团队的赞助商Bluefin Robotics开发的水下飞行器兼容，Bluefin Robotics是麻省理工学院在马萨诸塞州昆西的分支机构。
冬天第一次开始为2006年的博士研究开发RoboClam，与Hosoi一起。研究人员希望找到一种方法将自主水下航行器固定在海床或河床上，而不会消耗大量能量。机器人车辆的电池功率有限，因此锚固系统消耗的任何能量都会减少设备的运行时间。
“你可能正在运行这些车辆，并需要它们静止 - 例如，监视生物情况，或用于军事目的，”温特说。“你不会希望车辆不断旋转其螺旋桨以便停留在一个地方，因为这只会浪费能量，所以如果你只需要部署一个锚并保持你的位置而不消耗任何能量就会很好。”
Winter说，除了锚定水下航行器和引爆地雷外，RoboClam还可用于铺设水下电缆。跨大西洋电缆铺设的公司传统上使用船只沿着海底拖动雪橇挖一个槽，铺设电缆并覆盖它。然而，当海水深度下降到10米或更低时，船只变得太浅而无法通过。这意味着人类潜水员必须接管铺设和埋设电缆，这既费时又昂贵。“拥有一个可以锁定电缆的系统，沿途工作并自动将其挖入土壤将是非常好的，”温特说。
乔治亚理工学院物理学副教授丹尼尔戈德曼没有参与这项研究，他说这篇论文包含了生物学和机器人技术的“美丽”整合。“它利用土壤物理学的见解来推动我们对生物力学运动背后生物力学的理解 - 垂直挖掘土壤，”戈德曼说。
“通过发现这种能力背后的原理 - 局部流化 - 研究人员能够提供机器人挖掘蛤蜊，RoboClam，类似的能力。对机器人的研究更深入地了解了通过局部流化挖掘背后的重要力学，“他补充说。
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