智能

蜘蛛侠是假的,壁虎侠却是真的

王杰夫 ·

仿生学让你像壁虎一样飞檐走壁。

还记得《碟中谍 4》里面阿汤哥凭借着一副手套就在挑战迪拜塔的高度吗?简直又帅又拉风,当然帅不帅是爹妈给的,拉不拉风却可以通过努力达到。近日,科学家们就成功试验了这么一双手套,一个成年人可以凭借它在玻璃墙面上下自如。

这种成果来源于对壁虎的仿生研究。壁虎的独特轻功一直令人叹为观止,仅仅靠一只脚,它就可以紧紧吸附在墙壁上。通过显微镜发现,这是因为它的每个脚趾上都长着数百万刚毛(Seta),每个刚毛末端又分成数千个铲状匙突(spatulae)。


这些纳米级别的铲状匙突能够与其接触面产生一种称作范德华力的相互作用,壁虎就是靠着这个力量攀爬墙壁的。因为这个过程完全不需要液体参与,也被称为干性黏附。

对于壁虎足部的仿生从来没有停止过,2003 年美俄两国科学家就共同研发出“壁虎胶带“,之后 05 年美国科学家也用碳纳米管模拟过。

最近 2010 年,斯坦福大学的科学家在 Mark Cutkosky 的带领下,已经研究出一种仿生机器人叫做“Stickybot”,能够像壁虎一样在墙壁行走。紧接着他们就又加入到了 Z-Man 的开发中,一个国防高等研究计划署的类似项目中。

2014 年年初,欧洲航天局(ESA)和加拿大西門菲莎大学的研究者也同样开发了类似的机器人“Abigaille”

今年 6 月 5 日 Z-Man 项目声称他们攻克了这一难题,但是出于国家安全考虑,并没有公布具体细节。但参与项目的斯坦福大学研究小组公布了其研究成果,并开发出了类似装备。

论文显示,壁虎足部仿生最大的难题就是如何把它做得足够小的同时,又能够足够有效的产生黏力。为此,这些斯坦福大学的研究小组将这种装置做得更“软”,能够贴合各种表面,将力平均分散在每个铲状匙突上。


上图中的试验者是普通的大学毕业生,可以看见,最新技术将这种设备缩小到和人手差不多大。每个设备下面又挂着一个脚蹬装置,以方便人在立面上移动。

现在,这个技术还需要通过在各种不同环境、不同表面下的测试。如果能够实际投入使用,想必可以极大地方便各种高难度作业,比如清洁巨大的太阳能板和太空飞船外壁等。

题图来自 《碟中谍 4》剧照


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