科學家研究壁虎裝 飛簷走壁或成真

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【大紀元8月31日訊】(大紀元記者黃凱熙編譯報導)美國國防部「前瞻研究計畫」(advanced research projects programme)的「仿生機器人」(bio-inspired robotics)專家聲稱:人類能像電影《蜘蛛人》一樣的飛簷走壁科幻情節,即將真實上演!

根據英國《每日電訊報》(Telegraph)報導,專家表示能讓人類展現壁虎功的技術已臻成熟;想要像蜘蛛人一樣自在的穿梭在摩天大樓間,只要穿上特殊材質製成的手套與鞋子,就能化科幻為現實。

美國史丹佛大學的研究小組,已經成功的開發出仿壁虎腳趾,這種具攀附牆壁與天花板,並能行動自如的新紡織品。穿上仿壁虎腳趾材質的機器壁虎,已能宛若真壁虎一樣的順利攀爬在玻璃窗與金屬壁面上。

這群機械工程師計畫把新發明的尺寸放大,成為適合人類穿戴的壁虎手套與鞋子,以挑戰人類實現蜘蛛人飛簷走壁的夢想。研發小組把這項蜘蛛人計畫,命名為「Z-Man」。

壁虎之所以能夠抵抗地球引力,在簷壁間自由穿梭,其關鍵秘密是牠的腳趾上,佈滿了許多微絨毛,因此也增加了壁虎腳趾與接觸面的面積,從而可以輕鬆的進行所謂的「單向沾黏」(one-way adhesive)運動。

涉足這方面研究的技術人員,在過去十年來一直無法突破技術。要創造出一種足以承載人類重量,且能讓人掛在牆壁上進行垂直運動的材質,就是這項發明的最大挑戰。

如今,史丹佛大學的研究小組,已成功的開發出這種類似橡膠的材質,並在表面上覆蓋仿壁虎腳趾微絨毛的合成纖維。這些被稱為「剛毛」的仿壁虎微絨毛,其直徑大約只有人類毛髮的十分之一,它也是能讓壁虎攀牆走壁的關鍵物。現在這項仿生科技,已大大的邁向真實生物功能的境界,扭轉了以往的頹勢。

研發這項技術最困難的地方是,該如何強力附著並能輕易剝離。因為沾黏攀附牆壁後的下一個動作是抽離,才能進行移動行走的動作,這也是以往難以突破技術的關鍵因素。

如今研究小組聲稱,他們新發明的材質強韌且穩定,材質剝離接觸面後,也沒有產生殘留或破壞的情況。他們已成功的讓一隻命名為「Stickybot」的機械壁虎,穿上新發明的材質並順利的在玻璃窗上漫步。

科學家目前已開始計畫進行下一步的實驗,朝向製作出「可供人類攀牆行走的壁虎黏著設備」。這種手套或鞋子的材質,必須足以承受人類整個懸掛在牆壁上的重量。

研究小組負責人Mark Cutkosky教授表示,要讓人攀附在牆上有幾種構想,他說:「除非使用吸盤,但這種方法毫無效率;再來就是使用乾性黏著的方式,這就是壁虎採用的方法。」

壁虎功的成功秘訣在於「單向沾黏」。這種產品可以在接觸面的單一方向上,產生頗具黏性的附著力;但是在相對的另一方向,則是可以輕易的剝離接觸面。

「仿生機器人」(bio-inspired robotics)專家Cutkosky教授說:「要達到黏脫自如的效果,可不是一般的黏著膠帶能輕易做到的。當你黏上接觸面後,再來是要想辦法撕下它。以前穿上其他的黏著材質行走,就好上套上口香糖在腳上走路一樣。你必須一邊費力的攀黏在接觸面上,再想盡辦法的拔出來往前走。而發明『定向黏附』(directional adhesion)技術後,機器壁虎在垂直壁面行走時,就好像是用腳上的鉤子勾住牆壁,或是解鉤剝離接觸面一樣容易。」

研究小組目前研發成功的四腿「Stickybot」,其外形幾乎和真壁虎無異,「Stickybot」身後也有一條可以幫助平衡的尾巴。大小和一支兒童手臂差不多的「Stickybot」,已經能穩定的垂直攀上牆壁,它的腳可以輕鬆自在的進行黏著和剝離的動作。

史丹佛大學的研究團隊表示,他們致力研發足以承載人類重量的材質,其成功的結果已指日可待。
(http://www.dajiyuan.com)

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