踩不死的小強催生新型機器人

發布日期：2016年02月10日    科學公園

來自美國的研究人員近日揭示了蟑螂是如何通過狹小空間的，並根據這一原理建造了能夠在受限空間運動的機器人




(圖片來源：http://phys.org/news/2016-02-cockroach-robot-video.html）
或許你有過這樣的經歷：在廚房地板上看見一隻蟑螂，一腳踩上去，以為它已經一命嗚呼，可當你抬起腳來，卻驚訝地發現蟑螂安然無恙。有的時候，蟑螂甚至可以從鞋與地面的狹小縫隙中逃走。最近，來自美國的科學家們仔細研究了蟑螂的這種「絕技」，並以此為基礎開發了一種新型機器人。



一隻美洲蟑螂穿過高度只有3毫米的縫隙
來自美國加州大學伯克利分校的研究人員選擇了美洲蟑螂作為研究對象。他們發現，這種高度在1厘米左右的蟑螂不僅可以順利通過高度只有3毫米的狹縫，而且能夠以較快的速度穿過狹縫。通過分析慢鏡頭，他們發現蟑螂能夠成功通過狹縫的一個關鍵因素是其堅硬但可以被壓縮的外骨骼，這使得它可以承受相當大的外力壓迫而身體不至於受損。當蟑螂面對一個狹縫時，它首先會用觸角探測狹縫的尺寸，如果認為可以通過，就會將身體壓縮並開始通過狹縫。研究人員還發現，如果蟑螂必須在有一定長度的受限空間內行動，由於壓縮導致身體變化，蟑螂無法利用足正常地行走，因此它會改為通過身體與地面摩擦的方式保證自己的運動速度。這種通過受限空間的方式與章魚等軟體動物有著明顯的區。


一隻高度為12毫米的美洲蟑螂先後在高度為12、9、6和4毫米的空間內的運動過程，可見高度降低導致蟑螂運動方式發生變化
一隻高度為12毫米的美洲蟑螂先後在高度為12、9、6和4毫米的空間內的運動過程，可見高度降低導致蟑螂運動方式發生變化
受到蟑螂這種獨特運動方式的啟發，研究人員隨後開發了一種新的機器人。這種機器人的外罩在外力壓迫下可以變形，進而造成機器人內部結構和運動方式的變化，使得它可以在正常空間和受限空間內都能以一定的速度運動。這種機器人或許能夠在傳統的機器人難以正常工作的場合發揮重要作用。