影/有圖慎入!噁心蟑螂給科學家超多靈感 研發出地震救災機器人

影/有圖慎入!噁心蟑螂給科學家超多靈感 研發出地震救災機器人
▲蟑螂是科學家重要的靈感來源,美加州柏克萊實驗室因而打造蟑螂搜救機器人。(圖/翻攝自 UC Berkeley 官網)

記者狄倫/綜合報導

大部分的人看到蟑螂,第一個想法一定是先殺之而後快;不過,對於科學家而言,蟑螂,這種這種生命力極強、看到就令人起雞皮疙瘩的昆蟲,可是他們種重要的靈感來源。例如,美國加州大學柏克萊分校(UC Berkeley)的科學家便為了提升地震災害的搜救效率,研發出「蟑螂搜救機器人」!

▲美國加州大學柏克萊分校的科學家打造蟑螂機器人。(影片,取自 Youtube,若遭移除請見諒。)

▲蟑螂機器人可望提升搜救效率。(圖/翻攝自 UC Berkeley 官網)

據美國媒體《QUARTZ》、《Berkeley News》報導,加州大學柏克萊分校的研究團隊研究美洲蟑螂,發現牠們不但可以把自己擠進 0.1 英吋(約 0.25 公分)的細縫中,擠進去後還能在身體被壓扁一半的狀態下快速奔跑。這些特性給了科學家們靈感,打造出可在地震、爆炸、龍捲風等災難現場救援的蟑螂機器人。

研究領導人傑亞蘭(Kaushik Jayaram)表示,蟑螂讓人驚訝的地方在於,牠們穿過 0.25 英吋(約 0.6 公分)縫隙的速度,就跟穿越 0.5 英吋(約 1.3 公分)細縫一樣快,藉由把腳完全伸出來就可以辦到。當牠們自由奔跑的時候,身高大約有 0.5 英吋高,但牠們可以把身體壓縮到只有 0.1 英吋高。

▲蟑螂可壓縮身體,輕易穿過十分狹小的縫隙。(圖/翻攝自 UC Berkeley 官網)

在生活中,蟑螂這種適應狹窄縫隙的能力,可說是無孔不入,令人十分頭痛。但也因為如此,引起科學家的興趣,如果能藉鑑牠們的身體結構和運動方式,機器人們也可以變得更加適應狹窄崎嶇的地形。蟑螂身披硬質的外骨骼,但卻能迅速調整身體,連遠低於自己身體高度的窄縫也鑽得過,究竟怎麼做到的?

因此,研究團隊便對蟑螂的鑽縫能力進行了定量分析。團隊人員選擇了美洲蟑螂作為實驗對象,給牠們設置了一系列不同難度的「狹縫逃生」挑戰,並架起高速攝影機,記錄下了那些肉眼難以分辨的快速「分解動作」。

▲以高速攝影機記錄蟑螂穿過縫隙。(圖/翻攝自 Youtube)

高速攝影機記錄下了蟑螂鑽過縫隙的一系列步驟,結果發現,即使當縫隙高度只剩下 3 公釐時(這僅相當於蟑螂身體高度的 1/4),蟑螂依然能夠順利完成挑戰。而且,整個鑽縫過程只需要幾百毫秒時間。

另外,為了分析蟑螂身體的壓縮潛力,研究者還人為地「壓扁」蟑螂,測量了牠們所能承受的壓縮極限。結果發現,當承受著自身體重 300 倍的壓縮力時,蟑螂依然可以在狹窄的縫隙中移動;而當受力提高至體重的將近 900 倍時,看似「壓成餅」的蟑螂其實還沒有受傷。

▲對蟑螂進行耐重壓力測試。(圖/翻攝自 Youtube)

在分析了蟑螂的鑽縫技能之後,研究者以此為基礎設計出了蟑螂機器人的雛形。這個機器人無論是外殼還是內部的腿部結構,都能在受壓時自動變形,讓機器人在鑽進只有身高一半高的縫隙時可以壓低身體,順利鑽進去;而在壓力解除時也會很快自動恢復。

▲蟑螂搜救機器人也可如同蟑螂般,壓縮身體進入狹小縫隙中。(圖/翻攝自 Youtube)

加州大學柏克萊分校的整合生物學教授 Robert Full 說,地震發生時,第一線反應員需要知道現場的斷垣殘壁是不是安全穩定,但問題是大部分的機器人都沒辦法鑽進瓦礫堆裡。然而,若是運用蟑螂機器人,便可鑽進許多細縫、孔洞或是水管,為第一線反應員找到生還者及安全的進出地點。

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