在人類無法到達或危險的地方,,我們常常派機器人去執(zhí)行任務,,攀墻附壁的本事對它們來說必不可少,。據(jù)物理學家組織網(wǎng)8月24日報道,,美國斯坦福大學機械工程師最近用一種新型黏合劑,,給機器人裝上仿生壁虎腳,,讓它們飛檐走壁如履平地。
斯坦福研究設計中心副主任,、機械工程教授馬克·卡特科斯基領導的研究小組和美國其他大學合作,,經(jīng)過研究壁虎腳趾的構造,歷時5年制造出一種黏腳機器人——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問,堪稱一種干性黏合劑,。壁虎腳趾上有數(shù)百個拍狀突起,,稱為皮瓣,每個皮瓣上都生有數(shù)百萬剛毛,,比人的頭發(fā)要細10倍,。在顯微鏡下面,能看到每一個剛毛末端又分成數(shù)百個直徑只有幾百納米的更細的鏟狀絲,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腳趾就支撐起全部身體重量,??ㄌ乜扑够f,這種“黏合劑”還是單向的,,只有向一個方向拉時,,才能黏緊,而從另一個方向,,則很容易取下來,。
研究小組用微型模具制出一種類似橡膠的多聚材料微絲,做成黏合劑涂層,,涂在為Stickybot專門制作的四只腳上,。Stickybot的每只腳約有一個孩子的手掌大小,它在墻壁上爬時就會很穩(wěn)定,,還能輕松地黏附或提起它的腳,,就像一只機器蜥蜴。
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,,且只有20微米寬,是人頭發(fā)的1/5,,負荷量也大大提高。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,因為黏合劑是單向作用的,,Stickybot還需要旋轉腳,,我們準備給它安裝一個像壁虎那樣的旋轉關節(jié)。當向下爬或者在墻壁上頭沖下,,Stickybot的后腳,,必然是扭向后的,否則它會掉下來,。
研究小組下一個項目稱為Z-Man,,將把這項技術拓展到特種工作上,讓人類也能利用這種仿生黏合劑飛檐走壁,。
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