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南京壁虎机器人生出第六代:可在墙面爬行

这只壁虎机器人可以自由爬行。杨波摄

这只壁虎机器人可以自由爬行。杨波摄

杨甜子 张丽 张琳

人不可能完成的任务——让“壁虎”帮你?是的,南京航空航天大学研发的能代替人执行探测、拍摄等任务的仿生壁虎机器人,日前受邀参加了国家“十一五”重大科技成就展。

像真壁虎在墙上爬来爬去

为了印证这个传说中的“高科技”到底有多神奇,记者3月23日在南京航空航天大学的仿生物实验室“眼见为实”,灵活的它可以像真壁虎那样在墙上爬来爬去。

在研究人员的带领下,记者在仿生物实验室里见到了这个长得真的很像壁虎的机器人。机器“大壁虎”通体由白色铝合金组成,长150毫米(不连尾 巴),宽50毫米左右,而且在不包含电池的状况下的重量只有250克!不光和真壁虎一样有“四肢”,还有一条同样为铝合金材质的长尾巴。实验室研究人员介 绍,“大壁虎”采用的是可充电的锂电池来提供电源,通过芯片来进行控制。目前可以实现在垂直90度的平面上实现爬行。

研究人员将机器人放在了实验室大门的下端,这只“壁虎”立刻朝着门的上端爬了过去。在实验室的大门上端有一块门牌,仿壁虎机器人爬到门牌的底部 时竟然自动将爬行方向扭转了大约45度左右,绕过了门牌继续向上爬!“你现在看到的壁虎的芯片设定的是‘固定程序’,将来还能实现像小孩玩遥控车一样进行 遥控器的‘远程遥控’。”南京航空航天大学机电学院戴振东教授说。

记者获悉,南航此次参加“十一五”重大科技成就展的“大壁虎”机器人实际上已是“大壁虎六代”了,而该院第一代的“大壁虎”仿生机器人2004年就已问世。这个科研项目在2006年得到了国家自然基金的重点项目支持。

饲养20多只壁虎观摩习性

为了成功研制仿壁虎机器人,戴振东和研究团队专门饲养了20多只壁虎进行观察,整整坚持了8年!

“当时我们在扬子晚报上刊登了一个需要广西壁虎的启事,没过多久就有人给我们送来了我们需要的大壁虎。”原来戴振东和他的团队用来观摩的壁虎也大有讲究,这个学名叫“蛤蚧”的广西壁虎体重150克,是能在天花板上爬行的最大动物。

“通过8年的观察研究,我们发现壁虎爬的快慢是由步频决定。”戴振东讲述他和团队的研究“心得”,总结出了壁虎爬行的“步态”。“壁虎‘走路’也分很多种,三角步态、对角步态等等。”戴振东说,从壁虎的步态中他们也发现了运动步态参数变化的规律性。

另外一个重要的研究结论更令人欣喜。通过长时间的观察研发小组发现,壁虎在爬行时不同的脚相对于踝关节的速度矢量是相同的。也就是说壁虎在迈出 每一步时都是一个“相对匀速”的状态。这个让外人看来有些晕乎的结论却成为了戴振东研发“仿生壁虎机器人”最为重要的发现。“这就是壁虎运动协调的秘密 啊!”他们将研究成果运用到了“仿生壁虎机器人”的研制中,成功地解决了这个机械“大壁虎”运动协调的最核心问题。

期待“大壁虎”倒挂180度爬行

“大壁虎”的阶段性成功,没有让戴振东和他的团队放慢对仿生机器人的研究步伐,而这个已比较成熟的机器人却依然“待字闺中”,没有对外进行推广。“仿生壁虎机器人必须等到技术真正成熟了才能进行推广。”戴振东坚持尽善尽美。

戴振东介绍,仿生壁虎机器人将来的推广范围非常广泛。“比方说像反恐侦查,人质被扣押在一个密闭的空间里,外人无法进去的时候,我们的仿生壁虎 机器人就能派上大用场。”“大壁虎”可以背着摄像机“潜”入密闭空间,拍摄下人质所在位置的画面,从而给狙击手提供第一手的及时信息,帮助狙击手准确找准 位置。

此外,仿生壁虎机器人在地震搜救的过程中也能发挥巨大作用。“像一些地震救援队无法找到的领域,仿生壁虎机器人凭借着小巧的优势就能轻易找到,并且及时通报给救援队废墟下有没有被压埋的人。”对于壁虎机器人的未来戴振东教授充满期待。

“我们将来最大的希望是仿生壁虎机器人能实现倒挂180度的爬行,成为真正的‘全方位无障碍’。当然,要实现此目标我们还有很长的路要走。”戴振东说。

(摘自《扬子晚报》)

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