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最新消息 > 6只17g機器人竟可以拖動1.8噸汽車 如此神奇的機器人靈感來自大自然

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想要拖動一輛1.8噸的汽車想必大家會想出一萬種方法,但像上圖這樣,用六只火柴盒大小的機器人拖著汽車走的場景(它的研究人員稱,這相當于6個人合力拉動埃菲爾鐵塔)是你萬萬沒想到的吧?當然,這不是科幻電影,它是美國斯坦福大學研制出來的產品——MicroTugMicroTug只有火柴盒般大小,體重不到17克,它制作簡單,基本上靠3D打印就可以,當然也很廉價只有20美元,相比于那些動輒上百萬的機器人它就顯得親民很多了。看上面它的成品圖,它的制作工藝似乎還很粗糙。就算把它的模型完全拆分,也只不過有下面這幾項簡單的組件。那么問題來了,這樣看著不起眼的小家伙,哪來那么大威力呢?其實這全部得益于大自然,可以說MicroTug的成功源自兩種動物的幫忙——螞蟻和壁虎。螞蟻的團隊協作能力是眾所周知的,不僅如此,對于螞蟻來說,他們個個都是大力士。有力學家測定,一只螞蟻能夠舉起超過自身體重400倍的東西,還能夠拖運超過自身體重1700倍的物體。美國哈佛大學的昆蟲學家馬克莫費特,是一位對亞洲蟻頗有研究的學者.根據他的觀察,10多只團結一致的螞蟻,能夠搬走超過它們自身體重5000倍的蛆或者別的食物。microtug的研究團隊,正是學習了螞蟻的團隊協作精神,才會發揮出無窮的威力。然而,造就MicroTug擁有超能力的更大的主角,并不是上面提到的螞蟻,而是接下來要說的壁虎。壁虎有一項牛掰的本領,就是飛檐走壁。它能夠用她的腳掌牢牢的抓住墻壁,然后來回自由穿梭。科學家的研究表明,一只大守宮壁虎的腳掌可以產生133公斤的粘附力,也就是說,理論上他趴在垂直的墻上,可以掛住兩個成年人的重量。壁虎的超能力源于它腳掌上的粘附系統,它是一種多分級、多纖維狀表面的結構,壁虎的每個腳趾生有數百萬根細小剛毛,每根剛毛的長度約為30-130微米,直徑為數微米,約為人類頭發直徑的十分之一。剛毛的末端又分叉形成數百根更細小的鏟狀絨毛(100-1000根),每根絨毛長度及寬度方向的尺寸約為200納米,厚度約為5納米。有科學家經過試驗驗證壁虎單根剛毛的粘附力約為200微牛,而壁虎每平方厘米面積上的剛毛就可以達到一萬多根,一只大守宮壁虎腳掌上剛毛數量約為600萬根,它的承重能力簡直不可思議。當然,壁虎那樣強的粘附力不僅僅是爬墻的,曾經有生物學家在熱帶雨林中經歷過這樣一個場景:一只壁虎從約30米高的樹上跳躍而起,朝地面豎直降落,就在離地面約7米左右,墜落的壁虎突然朝近鄰樹葉伸出一只腳,接著緊緊黏住一片樹葉,然后迅速爬進密密樹葉中而消失不見了。所以壁虎看上去就像科幻電影里的蜘蛛俠。與壁虎一樣,機器人MicroTugs的底部覆蓋著數以千計微小的、毛發狀橡膠“鞋釘”,這些小“鞋釘”能夠彎曲并粘附在任何表面上,形成超強粘力。一旦被鎖定到地面上,MicroTugs就是有自帶的馬達拖著它的負載(通過纜線和吊鉤)向前行。這里又有一個問題,既然這些粘合劑粘附力這么強,它怎么解鎖與地面間的粘附力呢?原來,促使這些剛毛與墻面完美抓和的是范德華力,當這些細絨毛彎曲與它的接觸面接觸較大時范德華力才起作用,而如果剛毛直立起來,范德華力也會立馬變小,之前很大的粘合力也會馬上消失不見。就像上面抓住皮球的粘合膠帶。所以,現在知道小小機器人拖動大汽車的奧秘了吧?小MicroTugs先自行向前行走,當把纜繩拉直的時候,最下面的粘合劑就會黏住地面,靠著電機的動力,利用絞盤和軸,把纜繩一點點收縮,纜繩收縮的過程中,它所拖的重物便會向前移動,它可以拉動超過自身2000倍重量的物體。而靠著團隊協作,六只同樣的MicroTugs機器人,便可以循序漸進的拉動一輛轎車了。作者:海蛟

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