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蟑螂帶來靈感科學家研制出軟體機器人

文章來源:新华网 陈宇轩 孙琪   發布時間:2019-08-12  【字號:     】  

  令人討厭的蟑螂,卻成爲科研人員靈感的來源。一個由清華大學、美國加州大學伯克利分校、北京航空航天大學的科研人員組成的研究團隊近日發布消息稱,他們通過模仿蟑螂研制出的一種新型軟體機器人,在運動速度和抗壓性方面取得了突破。這項研究成果近日發表于《科學—機器人學》。

  由于用金屬、塑料等剛性材料制成的機器人結構脆弱,容易受到擠壓破壞,科研人員把目光投向了柔性材料。然而,單純用柔性材料制造的機器人運動速度緩慢,如何同時具備快速靈活的運動能力和較強的抗擠壓能力,一直是軟體機器人領域的一個難題。

  行动迅速、抗挤压能力强的蟑螂给了科研人员灵感。論文通讯作者、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。

  實驗顯示,這個長度爲1厘米、重量約20毫克的“蟑螂”最高運動速度可達每秒20個自身身長,還具有爬坡的能力。在承受100克重物擠壓後,它的運動能力保持不變,即使在承受約60公斤的成人踩踏後,仍然具備一定程度的運動能力。

  “這項研究關鍵的創新就是它的結構設計和驅動原理,尤其是‘腿’的設計讓‘蟑螂’實現快速移動,開辟了全新的軟體機器人設計思路。”張旻說。

  這樣的軟體機器人有望廣泛應用于災害救援、管道檢測、環境監測、臨床醫療等領域。不過張旻坦言,目前大多數軟體機器人的性能離真正應用還有相當長的距離,下一步,他們將繼續優化軟體機器人的結構設計,重點解決軟體機器人驅動力、負載能力、避障能力不足等問題,增加彈跳、爬壁等功能。




(責任編輯:侯茜)

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