在人類(lèi)無(wú)法到達(dá)或危險(xiǎn)的地方,,我們常常派機(jī)器人去執(zhí)行任務(wù),,攀墻附壁的本事對(duì)它們來(lái)說(shuō)必不可少,。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)8月24日?qǐng)?bào)道,,美國(guó)斯坦福大學(xué)機(jī)械工程師最近用一種新型黏合劑,,給機(jī)器人裝上仿生壁虎腳,讓它們飛檐走壁如履平地,。
斯坦福研究設(shè)計(jì)中心副主任,、機(jī)械工程教授馬克·卡特科斯基領(lǐng)導(dǎo)的研究小組和美國(guó)其他大學(xué)合作,經(jīng)過(guò)研究壁虎腳趾的構(gòu)造,,歷時(shí)5年制造出一種黏腳機(jī)器人——Stickybot,,其能在光滑的玻璃墻壁上行走自如。
壁虎腳趾包含很多學(xué)問(wèn),堪稱一種干性黏合劑,。壁虎腳趾上有數(shù)百個(gè)拍狀突起,,稱為皮瓣,每個(gè)皮瓣上都生有數(shù)百萬(wàn)剛毛,,比人的頭發(fā)要細(xì)10倍,。在顯微鏡下面,能看到每一個(gè)剛毛末端又分成數(shù)百個(gè)直徑只有幾百納米的更細(xì)的鏟狀絲,,稱為鏟狀匙突(spatulae),,能和攀爬物表面的分子發(fā)生引力作用。
壁虎腳趾上細(xì)絲和墻壁分子引力之間的這種相互作用稱為范德華力,,這種引力能使它在玻璃上僅用一個(gè)腳趾就支撐起全部身體重量,。卡特科斯基說(shuō),,這種“黏合劑”還是單向的,,只有向一個(gè)方向拉時(shí),才能黏緊,,而從另一個(gè)方向,,則很容易取下來(lái)。
研究小組用微型模具制出一種類(lèi)似橡膠的多聚材料微絲,,做成黏合劑涂層,,涂在為Stickybot專(zhuān)門(mén)制作的四只腳上。Stickybot的每只腳約有一個(gè)孩子的手掌大小,,它在墻壁上爬時(shí)就會(huì)很穩(wěn)定,,還能輕松地黏附或提起它的腳,就像一只機(jī)器蜥蜴,。
最新型黏合劑仿照壁虎腳趾上的皮瓣和剛毛包含兩層系統(tǒng),比首批產(chǎn)品的黏合微絲更細(xì),,且只有20微米寬,,是人頭發(fā)的1/5,負(fù)荷量也大大提高,。Stickybot因此能在豎直的木板,、涂漆金屬和玻璃上行走自如。
卡特科斯基指出,,因?yàn)轲ず蟿┦菃蜗蜃饔玫?,Stickybot還需要旋轉(zhuǎn)腳,我們準(zhǔn)備給它安裝一個(gè)像壁虎那樣的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié),。當(dāng)向下爬或者在墻壁上頭沖下,,Stickybot的后腳,必然是扭向后的,,否則它會(huì)掉下來(lái),。
研究小組下一個(gè)項(xiàng)目稱為Z-Man,,將把這項(xiàng)技術(shù)拓展到特種工作上,讓人類(lèi)也能利用這種仿生黏合劑飛檐走壁,。(生物谷Bioon.com)