為了讓機器人實現(xiàn)蟑螂般的快速移動,吳一川和加州大學(xué)伯克利分校一位長年研究蟑螂的生物學(xué)家羅伯特福爾教授展開了合作:“教授發(fā)現(xiàn),蟑螂移動的時候,通過腿部的動作,有時是騰空跳躍的,只不過因為這個騰空的高度相比我們?nèi)祟愄土?,我們很難發(fā)現(xiàn)?!?/p>
為了還原蟑螂的移動,課題組把用高速攝像機拍下來的蟑螂移動的視頻研究了幾十次,“我們需要找到蟑螂的重心,因為計算機根據(jù)圖像分析出來的重心只能做一個參考,所以還得將圖像放大,親自計算?!眳且淮ń榻B,經(jīng)過計算,蟑螂移動時候的重心連成線畫出來的話,就仿佛一條波浪線,這也反映了蟑螂是如何“跳著走”的。
據(jù)悉,目前研制的一系列的“蟑螂機器人”長度約為1~3厘米,重量小于1/10克,其中1厘米的機器人的運動速度可達每秒20厘米,相當于20倍的自身長度,還具備一定的爬坡和攜帶負載的能力。
除了在運動速度上接近蟑螂,利用柔性材料制作的機器人還能在耐壓層面上接近蟑螂的能力。先前的研究發(fā)現(xiàn),蟑螂在承受自身重量900倍的壓力后,仍能保持生命力,這相當于一個60公斤的人承受住了54噸的壓力。
在實驗中,研究人員將一個100克的砝碼放在“蟑螂機器人”上,“蟑螂機器人”幾乎被壓扁了,但將砝碼取走后,“蟑螂機器人”仍然能夠高速運動,速度幾乎沒有受到影響?!昂罄m(xù)的實驗中,我親自站到了‘蟑螂機器人’上面,我的體重差不多就是60公斤,我離開之后,再次測試蟑螂機器人的速度,發(fā)現(xiàn)其仍能保持一般的性能。某種程度上,‘蟑螂機器人’具備了類似真蟑螂的抗壓能力。”
據(jù)介紹,包括“蟑螂機器人”在內(nèi)的微型軟體機器人未來應(yīng)用前景非常廣泛,有望在災(zāi)害救援、管道檢測、偵察監(jiān)聽等隱蔽狹小空間作業(yè)場合大顯身手?!氨热缭诰葹?zāi)的時候,一些人和搜救犬進不去的地方,‘蟑螂機器人’就可能發(fā)揮作用,如果‘蟑螂機器人’達成集群,就可能取得更高效的監(jiān)測效果?!眳且淮ㄕf。
不過,吳一川坦言,現(xiàn)在研究只是邁出了第一步。“目前此款機器人達不到完美,比如電源還是依靠外部供電,需要導(dǎo)線連接。負重等能力也還需要進一步增強,以便攜帶微型傳感器。未來我們會和能源等領(lǐng)域的專家合作,爭取讓包括‘蟑螂機器人’在內(nèi)的軟體機器人更多、更好地為人類服務(wù)。