博士生研發(fā)“蟑螂機(jī)器人” 踩扁還能接著跑
一般人見(jiàn)到蟑螂,第一反應(yīng)是趕緊踩死,但有時(shí)候,抬起腿會(huì)發(fā)現(xiàn)蟑螂居然還能跑。相比其他人趕緊再補(bǔ)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(jī)器人”的論文發(fā)表在機(jī)器人領(lǐng)域的頂尖期刊上。吳一川接受報(bào)記者采訪時(shí)表示,這個(gè)“蟑螂機(jī)器人”可以實(shí)現(xiàn)像蟑螂一樣的高速運(yùn)動(dòng),并能耐受一定程度的踩踏,未來(lái)有望應(yīng)用于災(zāi)后搜救、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域,為人類(lèi)服務(wù)。 成果“蟑螂機(jī)器人”生命力很頑強(qiáng) 近日,國(guó)際頂尖機(jī)器人領(lǐng)域期刊《科學(xué)》雜志子刊《科學(xué)—機(jī)器人學(xué)》上發(fā)表了一篇“蟑螂機(jī)器人”的論文,引發(fā)不少網(wǎng)友熱議。 17日,吳一川告訴記者,這篇論文的科研團(tuán)隊(duì)來(lái)自清華大學(xué)王曉浩教授課題組和美國(guó)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(chóng),但其運(yùn)動(dòng)速度非?欤σ矘O其頑強(qiáng),“有研究指出,蟑螂是和恐龍一個(gè)時(shí)代的生物,其存活至今,說(shuō)明背后肯定隱藏著一些值得我們?nèi)祟?lèi)了解的知識(shí)! 2016年,吳一川通過(guò)清華大學(xué)的合作項(xiàng)目,前往加州大學(xué)伯克利分校開(kāi)展科研工作,并開(kāi)始將蟑螂的特性應(yīng)用到機(jī)器人上。 “相比于剛性機(jī)器人,柔性機(jī)器人沒(méi)有剛性部件容易脆斷的限制,我們目前研究出的機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)材料用的是一種柔性壓電材料,這種材料本身可以將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能,但我們將這個(gè)作用反了過(guò)來(lái),給它電力,讓它變形!眳且淮ń榻B,基于這種材料,進(jìn)行特定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),就可以在沒(méi)有多少重量的情況下,讓機(jī)器人模擬出蟑螂的一些動(dòng)作特征。 揭秘 為研究把蟑螂視頻看了幾十次 為了讓機(jī)器人實(shí)現(xiàn)蟑螂般的快速移動(dòng),吳一川和加州大學(xué)伯克利分校一位長(zhǎng)年研究蟑螂的生物學(xué)家羅伯特·福爾教授展開(kāi)了合作:“教授發(fā)現(xiàn),蟑螂移動(dòng)的時(shí)候,通過(guò)腿部的動(dòng)作,有時(shí)是騰空跳躍的,只不過(guò)因?yàn)檫@個(gè)騰空的高度相比我們?nèi)祟?lèi)太低了,我們很難發(fā)現(xiàn)。” 為了還原蟑螂的移動(dòng),課題組把用高速攝像機(jī)拍下來(lái)的蟑螂移動(dòng)的視頻研究了幾十次,“我們需要找到蟑螂的重心,因?yàn)橛?jì)算機(jī)根據(jù)圖像分析出來(lái)的重心只能做一個(gè)參考,所以還得將圖像放大,親自計(jì)算!眳且淮ń榻B,經(jīng)過(guò)計(jì)算,蟑螂移動(dòng)時(shí)候的重心連成線畫(huà)出來(lái)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(jī)器人”長(zhǎng)度約為1~3厘米,重量小于1/10克,其中1厘米的機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度可達(dá)每秒20厘米,相當(dāng)于20倍的自身長(zhǎng)度,還具備一定的爬坡和攜帶負(fù)載的能力。 |