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“蟑螂機器人”生命力很頑強

一般人見到蟑螂，第一反應(yīng)是趕緊踩死，但有時候，抬起腿會發(fā)現(xiàn)蟑螂居然還能跑。相比其他人趕緊再補上一腳，90后清華大學(xué)博士生吳一川卻在思考怎么利用蟑螂的“超能力”。近日，以他為第一作者的一篇講述“蟑螂機器人”的論文發(fā)表在機器人領(lǐng)域的頂尖期刊上。吳一川接受北京青年報記者采訪時表示，這個“蟑螂機器人”可以實現(xiàn)像蟑螂一樣的高速運動，并能耐受一定程度的踩踏，未來有望應(yīng)用于災(zāi)后搜救、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域，為人類服務(wù)。【成果】 “蟑螂機器人”生命力很頑強近日，國際頂尖機器人領(lǐng)域期刊《科學(xué)》雜志子刊《科學(xué)—機器人學(xué)》上發(fā)表了一篇“蟑螂機器人”的論文，引發(fā)不少網(wǎng)友熱議。 17日，吳一川告訴北青報記者，這篇論文的科研團隊來自清華大學(xué)王曉浩教授課題組和美國加州大學(xué)伯克利分校林立偉教授課題組。吳一川介紹，蟑螂雖然是一種害蟲，但其運動速度非?？?，生命力也極其頑強，“有研究指出，蟑螂是和恐龍一個時代的生物，其存活至今，說明背后肯定隱藏著一些值得我們?nèi)祟惲私獾闹R?！? 2016年，吳一川通過清華大學(xué)的合作項目，前往加州大學(xué)伯克利分校開展科研工作，并開始將蟑螂的特性應(yīng)用到機器人上。 “相比于剛性機器人，柔性機器人沒有剛性部件容易脆斷的限制，我們目前研究出的機器人的驅(qū)動材料用的是一種柔性壓電材料，這種材料本身可以將機械能轉(zhuǎn)化成電能，但我們將這個作用反了過來，給它電力，讓它變形?！眳且淮ń榻B，基于這種材料，進行特定的結(jié)構(gòu)設(shè)計，就可以在沒有多少重量的情況下，讓機器人模擬出蟑螂的一些動作特征。【揭秘】為研究把蟑螂視頻看了幾十次為了讓機器人實現(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)?！? 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(dá)每秒20厘米，相當(dāng)于20倍的自身長度，還具備一定的爬坡和攜帶負(fù)載的能力。吳一川介紹，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(dāng)于一個60公斤的人承受住了54噸的壓力。吳一川介紹，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?！? 【應(yīng)用】未來或可用于災(zāi)害救援據(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(dá)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(dá)不到完美，比如電源還是依靠外部供電，需要導(dǎo)線連接。負(fù)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)。”

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