科学家发现为什么蟑螂不会弯曲“ - News - Science Network

　　无论是爬行还是飞行，昆虫都生活在一个辛勤工作的世界。谁没有踩过蟑螂，只是抬起脚来，看到那只动物跳起来，迅速跑到门口抓住跑掉。现在，研究人员正在学习这些生物如何弯曲而不被折断。

　　这项研究的结果很难解释为什么蟑螂难以杀死。通过模拟给予昆虫外骨骼和机翼弹性的刚性和柔性部件，生物力学家正在制造更强健的机器人。这种新型机器人可以抵抗压力，减少身体形态，进入空白，未来可能会用于灾难探测。

　　蟑螂有很强的生命力。蟑螂在实验室测试的力量相当于体重的900倍，但不会受伤。其中美洲蟑螂的种类可以达到每秒1.5米，相当于体长的50倍。

　　这些昆虫经常弯曲，不会折断。美国哈佛大学的机器人专家罗伯特·伍德（Robert Wood）说，我们正在做同样的事情，看看我们能否让机器人的行为类似。

　　直到最近，为了应对这个困难和混乱的世界，大多数工程师通过使机器变得坚固和强大或足够灵活来避免危险。现代包括第三种方法，通过扭曲和牺牲结构来吸收冲击，以保护乘客。

　　大自然提出了一个我们没有的战略。亚特兰大佐治亚理工学院的机械工程师David Hu说，这是折迭并继续前进的。

　　为了观察蟑螂是如何做到这一点的，加州大学伯克利分校博士研究生Robert Full和博士生Kaushik Jayaram通过一个狭窄的或狭窄的隧道哄骗昆虫，同时使用高速摄像机进行过程拍摄。研究人员还在昆虫身体的不同部位放置了100克的重量，以了解这些动物是如何倒塌的。

　　Full和Jayaram发现，美洲大蠊（Periplaneta americana）夹在两块夹板之间，当甲板间距约为1.27厘米，距离高度远低于全高时，蟑螂可以自由行走。当间隔只有0.25厘米时，他们挤在胶合板之间的身体，被迫通过。

　　Jayaram认为，蟑螂的腿部和腿部的方向受到限制，在狭小的空间或缝隙中无法正常工作，移动时不得不使用身体的其他部位，特别是蟑螂在胫骨受压时。

　　蟑螂的外骨骼和昆虫的翅膀启发了机器人的设计，Jayaram现在生产了一个高度为75mm的机器人CRAM，当它挤压上下时，CRAM腿部可以向两侧打开，只有与蟑螂相比，这个机器人大大减少通过挤压的能力，高度只能降低到正常高度的一半。

　　这种类似于手工折纸的机器人简单而便宜，目前正由加州大学伯克利分校的一家公司制造，供机器人爱好者使用。

　　Full和Jayaram在“美利坚合众国国家科学院院刊”上发表了一篇论文，声称绝大多数现有的机器人不能进入龙卷风，地震和爆炸的碎石，而灵活的机器人是可以进入的有助于检测该地区是否稳定安全，找到幸存者的位置，确定救援人员进入路径。

　　Full说，昆虫是无处不在的，可以说是地球上最成功的动物，利用昆虫赋予机器人类似的能力。吸引蟑螂的机器人只是原型，但展示了以新的方向开发柔性机器人的可行性。

　　胡赞扬了这种以昆虫为基础的设计。看到越来越多的机器人可以承受潜在的伤害，真是太好了。关于如何摆脱蟑螂，Jarayam建议把你的鞋子越来越大。（赵希喜）

　　中国科学通报（2016-02-16第二版国际）

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　　科学报告（英文）