蟑螂

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TUhjnbcbe - 2021/5/6 18:05:00

令人讨厌的蟑螂,却成为科研人员灵感的来源。

一个由清华大学、美国加州大学伯克利分校、北京航空航天大学的科研人员组成的研究团队8日发布消息称,他们通过模仿蟑螂研制出的一种新型软体机器人,在运动速度和抗压性方面取得了突破。这项研究成果近日发表于《科学》杂志下属的机器人专业期刊《科学·机器人学》。

由于用金属、塑料等刚性材料制成的机器人结构脆弱,容易受到挤压破坏,科研人员把目光投向了柔性材料。然而,单纯用柔性材料制造的机器人运动速度缓慢,如何同时具备快速灵活的运动能力和较强的抗挤压能力,一直是软体机器人领域的一个难题。

蟑螂给了科研人员灵感。

论文通讯作者、清华大学深圳国际研究生院副教授张旻告诉记者,他们把一块柔性压电材料和一块聚合物骨架结合起来,设计了一个类似蟑螂的机器昆虫,再为它配备一条具有特殊力学结构的“腿”,根据它的运动步态调整结构设计,最终实现了速度和抗压性的突破。

实验显示,这个长度为1厘米、重量约20毫克的“蟑螂”最高运动速度可达每秒20个自身身长,还具有爬坡的能力。在承受克重物挤压后,它的运动能力保持不变,即使在承受约60公斤的踩踏压力后,仍然具备一定程度的运动能力。

“这项研究关键的创新就是它的结构设计和驱动原理,尤其是‘腿’的设计让‘蟑螂’实现快速移动,开辟了全新的软体机器人设计思路。”张旻说。

如图所示,这个原型机器人的尺寸仅4.5平方厘米(3厘米乘1.5厘米),体重64mg。它最大的特点是能经得住研究人员的各种「虐待」。比如,在它身上加个g的砝码:让一个斤的人踩一脚:走一个15.6度的斜坡(此处用到的机器人尺寸为1x1.5cm^2,24mg):背一个6倍体重(mg)的花生:如此抗压的机器人也就昆虫界的蟑螂可以媲美了。而且,据研究人员介绍,在众多已发表的昆虫体型机器人中,这款机器人的速度是最快的。

这样的软体机器人有望广泛应用于灾害救援、管道检测、环境监测、临床医疗等领域,不过张旻坦言,目前大多数软体机器人的性能距离真正的应用还有相当长的距离,下一步,他们将继续优化软体机器人的结构设计,重点解决软体机器人驱动力、负载能力、避障能力不足等问题,增加弹跳、爬壁等功能。

“事实上,一些科研人员已经不满足于做软体机器人,而是考虑在刚性的结构上加上柔性材料,制成软硬结合的机器人。”他说。

有国外网友评论,很快这种机器人就会安装上间谍软件,悄悄潜入人们身边了。

还有人觉得,这种机械蟑螂可能和真的蟑螂一样可怕:它们只要找到你家的门在哪儿,人类就完蛋了。

网友热议:

这种发明很好啊,体积小抗压好,可以去很多地区勘探

为什么要发明这种东西

机器蟑螂都要打死它

可不可以发明机器蟑螂去杀真蟑螂

蟑螂在地球上都几亿年了,人类才百万年,谁比谁活得久

就不能换个外观啥的,小强这种东西,见一个秒一个的。

小型化,血管清道夫,替代血管支架

就一铁皮啊这

换个名字吧求求

不懂就问,这种发明对现实生活有什么帮助呢

用来潜伏到蟑螂家族里当卧底,最后把蟑螂社团一窝端吗?

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