這種機器蟑螂最終可以幫助搜救隊
看到一隻蟑螂跑來跑去，你會感到恐懼，但如果它跑去救你呢？這就是加州大學伯克利分校的研究人員在設計CRAM時的想法，CRAM是一個看起來像蟑螂的機器人原型。CRAM（“帶關節機構的可壓縮機器人”）有一個關節的外骨骼和一個軟殼，允許它在小空間中變形和移動。研究人員認為，CRAM的存在得到了美國軍隊的部分資助，它可能是創造一個非常有效的搜尋和救援機器人的第一步。
克拉姆背後的科學家考希克·賈亞拉姆和羅伯特·富爾認為，蟑螂獨特的移動方式及其對破壞的普遍不敏感，使其成為救援機器人的完美靈感，而救援機器人需要能夠在廢墟和狹窄空間中搜尋[“蟑螂]善於揭示大自然關於設計的祕密，”富爾說。
蟑螂基本上是堅不可摧的
但在賈亞拉姆和富爾利用這些祕密之前，他們首先需要弄清楚這些祕密是什麼。為此，研究人員構建了一系列實驗來測試美國蟑螂的身體對各種環境的反應。他們設計了三種定製儀器，每種儀器都是為了突出一種特定的運動元素：“縫隙穿越”、“受限空間爬行”，以及蟑螂在移動時對“動態壓力”的反應。
“縫隙穿越”裝置測試蟑螂在小水平空間的運動，而“受限空間爬行”裝置測試蟑螂在小垂直空間的運動。這些蟑螂能夠在3毫米的水平空間（研究人員將其高度與兩個堆疊的硬幣進行比較）和4毫米的垂直受限空間中繼續快速移動。科學家們還測試了蟑螂的外骨骼，當它試圖在太空中航行時，對它的身體施加作用力。他們發現，蟑螂即使在最窄的縫隙中移動，也能承受300倍於體重的力，在不受任何傷害的情況下，也能承受900倍於體重的力。
這些測試提醒研究人員註意一種基本上未被探索過的運動模式，他們稱之為“身體摩擦腿爬行”。蟑螂在“中等”摩擦水平下的行走效率最高，使用“身體阻力”和“摩擦主導的腿推力”的組合。天花板摩擦力太大會減慢蟑螂的速度，地板摩擦力太大也會減慢蟑螂的速度。但測試也顯示，地板摩擦力太小也不起作用。在垂直受限的空間裡，蟑螂能夠非常迅速地移動，即使它們的腿完全向外張開。
賈亞拉姆和富爾在電影中捕捉到了這些測試，並放慢了影片的速度來處理蟑螂移動時身體上發生的情況。這些結果有助於設計出手掌大小、由海報板和聚酯纖維製成的原型。”我們正處在一個快速定製原型的時代所以我們可以把外骨骼看作是摺紙。”
“[蟑螂]善於揭示大自然關於設計的祕密。”
蟑螂作為搜救動物的想法並不完全是新的。2014年，北卡羅來納州立大學的研究人員研究出如何為活蟑螂配備微型麥克風和攝像頭，以便救援隊在災難發生後能夠更輕鬆地搜尋人員。德克薩斯州A&；M大學也做了同樣的事情。去年，加州大學伯克利分校（UC Berkeley）的一個獨立研究小組設計了一種類似CRAM的機器人，名為VelociRoACH，但Jayaram和Full的運動實驗為蟑螂機器人領域增添了一個新元素。
CRAM仍處於原型階段，到目前為止只在實驗室進行了測試。富爾說，下一步是確定哪些建築材料在災難情況下最有效。最終，CRAM可以擁有更廣泛的運動範圍，比如轉身、跳躍和攀爬的能力。
- 發表於 2021-05-03 08:54
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