在不久以前，有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)蟑螂在高速運(yùn)動時(shí)，每次只有三條腿著地，一邊兩條，另一邊一條，如此循環(huán)反復(fù)。根據(jù)這個(gè)原理，仿生學(xué)家制造出機(jī)械蟑螂，它不僅每秒能夠前進(jìn)三米，而且平衡性非常好，能夠適應(yīng)各種惡劣環(huán)境。
尾巴是蟑螂機(jī)器人翻轉(zhuǎn)的關(guān)鍵
近日，據(jù)了解，由羅恩·福瑞斯（Ron Fearing）引領(lǐng)的加州大學(xué)伯克利分校的生物模擬系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室，擁有研究各種不同類型的蟑螂機(jī)器人的豐富經(jīng)驗(yàn)。 然而，他們最新的 roachbot 與原始昆蟲存在顯著的脫離：因?yàn)閞oachbot帶有一個(gè)尾巴，而實(shí)際的蟑螂是沒有的，尾巴的增設(shè)意味著它可以輕松地翻轉(zhuǎn)。
對于動態(tài)機(jī)器人來說，大多數(shù)尾巴都是比較笨重的設(shè)備，并具有一定的重量，因?yàn)樗鼈兊墓δ芤蕾囉谟凶銐虻膽T性來影響機(jī)器人的身體。而這款蟑螂機(jī)器人的尾巴，基本上是一根堅(jiān)硬的碳纖維棒，它會旋轉(zhuǎn)并推著地面，從而讓機(jī)器人翻轉(zhuǎn)過來。
科研人員發(fā)現(xiàn)，把尾巴和貝殼結(jié)合在一起，就能創(chuàng)造出一個(gè)非常有彈性的小腿機(jī)器人。
蟑螂機(jī)器人可以輕松地從樓梯上跳下來，隨后降落在地板上。它能夠在眨眼的時(shí)間（大約是 0.25秒 ）自主地恢復(fù)和控制，然后重新再一次跳躍。獲悉，這種矯正技術(shù)具有可靠性，因?yàn)闇y試顯示，機(jī)器人可以在木頭、瓷磚和地毯上進(jìn)行一次性的翻轉(zhuǎn)。如果在不太平滑的巖石（固定的和松散的）上翻轉(zhuǎn)，則成功率下降到80%，但是由于機(jī)器人可以用最少的時(shí)間和精力嘗試糾正 ，80%的速度足夠可靠。
蟑螂機(jī)器人下一步做什么？
因?yàn)槲舶蛯芏嗥渌麞|西都有好處，所以這個(gè)機(jī)器人的研發(fā)下一步就是看看它還能做什么，研究人員說道，“通過將尾巴的控制作為額外的運(yùn)動肢體，進(jìn)一步拓展機(jī)器人的機(jī)動性，探索利用單一自由度的低質(zhì)量尾巴來實(shí)現(xiàn)功能的潛力。由于尾巴可以長時(shí)間地使用較大的力量，這相對于腿上的承受力而言，所以帶有沖擊力的尾巴運(yùn)動可以產(chǎn)生明顯的垂直跳躍，以清除障礙或進(jìn)行快速的轉(zhuǎn)彎。”
除此之外，《紐約時(shí)報(bào)》曾經(jīng)記載關(guān)于真實(shí)的蟑螂機(jī)器人平日翻轉(zhuǎn)的細(xì)節(jié)。
在一般情況下，一只蟑螂可能會發(fā)現(xiàn)自己在光滑的地板上、光滑的木頭、瓷磚或石頭。由于有一個(gè)相對較高的重心和光滑、圓潤的背部，一只被翻過來的蟑螂會發(fā)現(xiàn)它很難在沒有樹枝、樹葉或其他不平整的特征的情況下，利用它的腿去翻轉(zhuǎn)身子。
Carlos s . Casarez、Ronald s . Casarez，這兩位來自加州大學(xué)伯克利分校（University of California,Berkeley）的科研人員，在2017年加拿大溫哥華的IROS大會上展示了這款能自主翻轉(zhuǎn)的蟑螂機(jī)器人。
除了美國加州大學(xué)伯克利分校以外，其他國家的科研實(shí)驗(yàn)室也對仿生機(jī)器人抱有較高的研發(fā)熱情。據(jù)了解，俄羅斯的科學(xué)家們曾經(jīng)在2015年宣布，他們歷經(jīng)7個(gè)月花費(fèi)150萬盧布（約15萬元人民幣），研制出一款以南美蟑螂為原型的微型機(jī)器人“蟑螂特務(wù)”。
他們根據(jù)蟑螂運(yùn)動的動力學(xué)原理，使用回形針、彈簧、鋰電池等數(shù)百個(gè)微型零件完成了初始模型的研制工作。此項(xiàng)機(jī)器人模仿蟑螂的外形、習(xí)性和內(nèi)部構(gòu)造，讓機(jī)器人獲得蟑螂的生活能力和運(yùn)動特性。它體長10厘米，每秒可走 0.3米 。
研究人員還考慮如何增強(qiáng)這種機(jī)器人的偽裝性，使它不易被發(fā)現(xiàn)。目前，蟑螂機(jī)器人尚不能裝配相機(jī)，但是能夠攜帶重量10克的物體，比如裝配一個(gè)小型便攜式相機(jī)。研究人員表示，蟑螂機(jī)器人將應(yīng)用于搜尋和偵察任務(wù)，還能尋找掩埋在地震廢墟中的災(zāi)民。
也許在不遠(yuǎn)的將來，太空探索、排除地雷、救援等場景會成為蟑螂機(jī)器人的用武之地。
