据英国《新科学家杂志》报道,目前,美国科学家最新研制出一种机器人,能够像壁虎一样吸附在墙壁、倒悬在天花板上。


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美科学家最新研制的微型机器人可像壁虎一样攀爬在各种物体表面


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美国匹兹堡市卡内基-梅隆大学的梅廷-西蒂(Metin Sitti)和奥兹古尔-昂维尔(Ozgur Unver)称,这种粘性很强的机器人可以解决家居生活中许多问题,比如:天花板刷油漆、清除蜘蛛网,同时,它还在环境勘测、搜寻、修理甚至搜索营救任务中发挥着重要作用。


之前科学家设计的在墙壁上攀爬的机器人基于压力抽吸原理,但是该设计存在很大的缺陷——这需要大量的能量驱动压力泵,并且受限于在玻璃表面上移动。而目前最新设计的这款命名为“坦克虫”的机器人,其移动主要依赖于粘性的弹力橡胶,使其适应于多种表面,比如:木料、金属、玻璃和砖块。其原理是模拟壁虎在墙壁上攀爬的方法。


壁虎能够在墙壁上快速攀爬,并很容易地与墙壁表面相分离,其主要原因是它脚垫上数百万个微型刚毛,2002年,包括西蒂在内的多位工程师在加州大学伯克利分校证实了壁虎的刚毛充分利用了范德华力(van der Waals forces),这是一种微弱的静电引力,只操作于分子等级的接触表面。虽然壁虎的每根刚毛都非常微小,但是数百万根刚毛所产生的范德华力足以让壁虎攀爬在光滑的表面上,即使倒悬挂在天花板上。


此后,西蒂便开始以粘性弹力橡胶作实验,模拟壁虎刚毛的作用力。早期研究的一种方法是在电子显微镜下使用纳米等级的探针在一个蜡模型中穿孔缩进,期间在蜡模型中充满了液体聚合物,这些纳米等级大小的探针制作成类似壁虎刚毛,探针在这种环境下产生了像刚毛一样的范德华力。


目前,西蒂和同事们最新设计的坦克虫机器人,虽然没有利用类似刚毛的结构,却利用了粘性弹力橡胶,基于范德华力吸附在物体表面。这个机器人有手掌一般大小,仅重60克,在两侧各有一个粘性的“坦克履带”。为了能够越出障碍物并且有效地进行分离,这款机器人安装了一个具有弹跳能力的“U形尾巴”,当它移动行进时尾巴贴在物体表面上。在测试中,机器人不仅能够在光滑的表面上倒悬挂式行进,甚至还可以负载着重物。(悠悠/编译)