据新华社电 日本大阪大学教授新井健生领导的研究小组,最近研制出了一种有6条腿、像蜘蛛一样行走的机器人,它将有望用于受灾现场救援和隧道、工厂的定期检修。
这种蜘蛛机器人重约40公斤,每条腿有4个关节,关节通过马达驱动,可以弯曲和行走。
它可以抓住网状物,从而倒吊在有网格的顶棚上移动。此外,“蜘蛛”的每条腿上都装有照相机和红外线传感器,身体部分还内置三台照相机,因此它能爬到人无法到达的危险地方进行拍照,并通过红外线传感器搜索震灾后埋在瓦砾下的幸存者。
壁虎脚趾启示下发明了一种强力干性粘合剂,这种粘合剂将使用一种与壁虎爪指上的绒毛类似的人造绒毛。
盖姆仅造出了1平方厘米大的壁虎胶布,为了检验其附着力,他把这条胶布固定在一个蜘蛛人玩偶的手上,结果,蜘蛛人稳稳当当地悬挂在了一块玻璃板上。
壁虎胶布的意义重大,科学家希望能研制出一种会爬墙的机器人。
早在公元前4世纪,古希腊哲学家亚里士多德就对壁虎高明的爬行能力感到“大惑不解”。多少年来,人们对壁虎飞檐走壁的秘诀一直众说纷纭,壁虎脚底的粘着力究竟是怎样产生的呢?美国加利福尼亚大学伯克利分校的科学家罗伯特·福尔等人经过研究发现,看上去不起眼的壁虎,居然是自然界数一数二的“应用物理大师”。它脚底的力量,竟然来自宇宙中最基本的物理学原理--分子引力。他们的研究成果发表在最新一期美国《国立科学研究院学报》上。
起先人们认为,壁虎能贴在光滑的天花板上,靠的是四个脚掌上神奇的吸盘,其实情况并非如此。
生活中有些现象常常令人困惑不解,例如,一种长约10厘米、背呈暗灰色的爬行纲四足小动物壁虎,能在光滑如镜的墙面或天花板上穿梭自如,捕食蚊、蝇、蜘蛛等小虫子而不会掉下来。多少年来,人们对壁虎飞檐走壁的秘诀一直众说纷纭,许多人习惯地认为,壁虎能够在直立的玻璃表面疾步如飞,甚至能贴在光滑的天花板上,靠的是四个脚掌上神奇的吸盘。与此同时,壁虎高超的攀爬能力也一直是科研人员重点研究的对象。
科学家通过实验发现壁虎能够在一块垂直竖立的抛光玻璃表面以每秒一米的速度向上高速攀爬,而且“只靠一个指头”就能够把整个身体稳当地悬挂在墙上。除了能在墙上竖直上下爬行外,壁虎还能够倒挂在天花板上爬行,这一绝技更令其他动物望尘莫及。
壁虎脚底的粘着力究竟是怎样产生的呢?美国加利福尼亚大学伯克利分校的科学家罗伯特·福尔等人经过研究发现看上去不起眼的壁虎,居然是自然界数一数二的“应用物理大师”。它脚底的力量,竟然来自宇宙中最基本的物理学原理---分子引力。靠着这种力量,一只身长2英寸的壁虎,用它不过几平方毫米大小的脚掌,理论上能够毫不费力地提起重达40公斤的重物!
壁虎脚底一根刚毛能够提起一只蚂蚁的重量,而使用全部刚毛就能够支持125公斤力。
那什么是分子引力呢?分子引力也叫范德瓦尔斯力,是中性分子彼此距离非常近时产生的一种微弱电磁引力。由于这种引力过于微弱,通常没有人加以注意。比如,当我们把手贴到墙上时,也会产生分子引力,但由于实际接触面积太小,可能只有数千个接触点,人的手掌不会被吸附到墙壁上。
但壁虎就不一样了,它的每只脚底部长着数百万根极细的刚毛,而每根刚毛末端又有约400根至1000根更细的分支。这种精细结构使得刚毛与物体表面分子间的距离非常近,从而产生分子引力。虽然每根刚毛产生的力量微不足道,但累积起来就很可观。根据计算,一根刚毛能够提起一只蚂蚁的重量,而100万根刚毛虽然占地不到一个小硬币的面积,但可以提起20公斤力的重量。如果壁虎同时使用全部刚毛,就能够支持125公斤力。科学家说,壁虎实际上只使用一个脚,就能够支持整个身体。
壁虎能在多么脏的物体表面都能行走,它的脚不会自动分泌液体,但有着自动清洗的功能。
壁虎又是怎样自如地控制脚上的吸力呢?科学家用显微摄像机录下壁虎在玻璃上爬动的情况,发现当壁虎试图移 动脚掌时,需要付出比吸住附着物时高600倍的力量,并将脚趾伸展到30度以上才能达到目的,这就如同人们扯下粘贴的胶带时所做的一样。而且,即使在真空环境下,它脚上的粘着力也不会失灵,这说明壁虎不必分泌任何物质以维持附着力,也不需要借助空气负压“吸”住物品。
研究人员认为,模仿壁虎脚底的这种结构,有可能研制出粘合力超强的新型胶纸。它具有易于被揭下、不对物体表面造成损伤、可反复使用等优点。
此后,美国路易斯-克拉克学院的科学家在研究中意外地发现了壁虎能够轻而易举附着于物体表面的另一原因:它们能自动清洁爪子绒毛上的脏物,以避免从爬行的表面脱落。
以前,科学家们也曾经猜测壁虎的脚可能有着自动清洗的功能,但它是如何保持脚的清洁及其原理却是个未解之谜。壁虎从不清理自己的脚,而且脚部也不会自动分泌液体。路易斯-克拉克学院的凯拉·奥特姆和温迪·汉森对壁虎的这一神奇功能进行了研究,他们发现,不管壁虎在多么脏的物体表面行走,当它走了几步之后,脚上的脏物就会自动脱落。他们认为,壁虎脚在踩踏脏物之后,脏物的颗粒堆积在绒毛表面,而不是粘在绒毛上,因此在堆积到一定程度之后脏物颗粒在重力的作用下就会脱落。
在壁虎脚趾微结构的启示下,科学家开始研制超级附着技术。
研究生物力学的奥特姆认为,这项发现对希望发明更好的粘合剂的科学家来说是一个好消息,因为只要能够把绒毛做得足够小,就可能产生和壁虎刚毛一样强大的粘合力。
由此,在壁虎脚趾微结构的启示下,超级附着技术呼之欲出。例如,科学家正在据此开发的一种强力干性粘合剂,这种粘合剂将使用一种与壁虎爪指上的绒毛类似的人造绒毛。
不久前,英国曼彻斯特大学的物理学家安德烈·盖姆及其同事宣称他们的研究取得了重大进展:他们模仿壁虎脚趾的微结构研制了一种柔韧的胶布,上面覆以上百万根人工合成的绒毛,每根毛的长度不足2微米。根据他们的推算,一块巴掌大的这种胶布就能将一个成年人悬吊起来。盖姆仅造出了1平方厘米大的壁虎胶布,为了检验其附着力,他把这条胶布固定在一个蜘蛛人玩偶的手上,结果,蜘蛛人稳稳当当地悬挂在了一块玻璃板上。
壁虎胶布的意义重大,科学家希望能研制出一种会爬墙的机器人。
灰太多了蜘蛛爬墙机器人,不沾了。
本身他就是说年的次数实在是太多了,已经失去粘性了,你怎么可能还能把它变粘粘蜘蛛爬墙机器人?这就不太可能了,因为玩的太久了,表层的黏性都已经磨掉了,所以说它不粘了,也属于正常。
它给清洗一下能解决问题。
《飙风战警》
剧情简介 · · · · · ·
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根据海豚发明的潜艇,蜻蜓灵感发明直升机,蝙蝠超声波研制的雷达声纳,狼眼睛研究的远红外设施,变色龙的灵感诞生了吉利伪装服,鸟儿的飞行催生了飞机,铁锅被改造出头盔。 动物不仅能帮助军队进行作战,执行特殊任务,人类还能根据动物的机理研制战争武器,几乎任何一种武器装备的发展都直接或间接的和动物有着千丝万缕的联系。从古代模仿动物的角、嘴、牙、爪等制造弓箭、长矛、戈、戟、刀、钩、鞭、锏等十八般兵器,到现代模仿飞禽昆虫发明飞机,模仿鱼和海兽制造军舰,模仿飞鱼和响尾蛇制造导弹,模仿昆虫制造太空机器人等,许多武器装备的研制都因受动物的结构、功能启发模仿而成。甚至连装备性能的改善,人类也是在拜动物为“师”。因为自然界中的动物都有自己的生存“绝技”,变色术就是其中之一。动物变色常常以外部自然环境为基准而随机应变,
以达到保护自身、迷惑天敌或捕食猎物的目的。科研人员通过研究各种动物的变色本领,为部队研制出了不少军事伪装装备。如“变色军服”,能够真正同周围环境融为一体,可以根据周围环境来改变颜色。 蜘蛛丝也被认为是制作防弹衣的优良材料,只是目前由于大规模养殖蜘蛛的一系列问题尚未得到解决,还不具备实用价值。但科学家们已经开始运用仿生学理论研制人工蜘蛛丝,以求得强力更高、质量更轻的防弹材料。在美国南部的佛罗里达州和许多拉美国家,生活着一种别名叫作“金眼”的蜘蛛。其体形较大,素以结网粘捕飞鸟而著称。近年来,美国军方对这种蜘蛛进行了大量研究,发现它的丝有着非常好的力学性能,抗张强度和弹性俱佳,是制作防弹衣物极为理想的材料。用它制作的防弹衣,重量将更轻、防弹性能将更好。目前,美国正在解决利用人工方法生产蜘蛛丝,采取生物基因工程技术进行生产丝纤维蛋白物,与蜘蛛丝进行混合,生产出制作防弹衣的材料。回答人的补充 2009-07-08 12:39 火箭升空利用的是反冲原理,这其实是水母、墨鱼的拿手好戏;蝙蝠的大耳朵能把发生的微弱声波反射到耳朵中央集中收听,大大提高了信号强度。射电望远镜、雷达、卫星地面站、太阳灶的天线便是依此理而制成。自然界中通过几十万年、几百万年甚至上亿年的“天择”而延续下来的物种一定在某一方面最适合于生存竞争。科学家因而提出了“自然的就是最好的”的论断。人类研究、模仿生物为自身服务,从而形成了一门新兴的科学——仿生学。自然界是无穷尽的仿生源泉。自古以来,在战争需求的牵引下,便有武器装备研究人员致力于装备仿生的研究。他们从动物的特殊结构和特异功能中得到许多宝贵启示,并据此设计了无数张制造武器装备的蓝图,于是便有了军事仿生学。装备仿生研究还为设计无需预置程序就能解决大量军事问题的智能电子计算机开辟了新的前景:从生物神经控制到装备自动控制,从人工智能到军用机器人,从苍蝇到新一代灵巧机器人等,比比皆是。 许多国家对动物有着特别的好感,也喜欢用动物的名字为作战飞机命名。 根据鹰眼的结构,军事强国正在研制“鹰眼”系统导弹。这种导弹在飞临打击目标上空时能自动寻找、识别目标,进而跟踪攻击。西方一些国家设立的军鸽研究所,对军鸽的功能进行了新的探索,军鸽的用途渐渐超出单一通信的功能。据悉,美国的海上救险专家利用军鸽帮助救险人员在海上寻找失踪者。实验表明,军鸽的辨认准确率在90%以上。他们还利用鸽眼的定向功能,将军鸽放置在火箭的控制系统中,使军鸽不断调整火箭的方向,确保火箭准确攻击设定的目标。我国军方有关专家也提出了将军鸽的特性和微型电子设备结合,通过携带微型电子成像和通信设备,对战场进行小区域实时的隐蔽图像侦察的构想。日前,由澳大利亚科学家研制成功的一种“昆虫”飞行器将在火星探测中大显身手。澳大利亚国立大学的一个科研小组通过对几种昆虫进行研究,已经研制出一个小型的导航和飞行控制装置。这种装置可以用来装备用于火星考察的小型飞行器。在不久的将来,这种只有一块巧克力大小的飞行器将飞行在火星的表面,执行探测任务。它们有着蜻蜓的灵活敏捷,而且定位像蜜蜂一样准确。这样在充满智慧的地球人面前,火星神秘面纱被揭开的日子也许就不远了。 实际上,动物对军队的贡献远不止于武器发明的启发,人类还从动物机理学到了科学研究的法宝。拿鸟类来说,从始祖鸟出现到现在,在亿万年的漫长进化过程中,鸟类所具有的导航、识别、计算、能量转换等系统,其灵敏性、高效性、准确性、抗干扰性都令人惊叹不已。人们研究这些结构和功能原理并加以模拟,用来改善现有的或创造新的机械、仪器、工艺。对鸟类这种特殊的功能加以研究利用,将能进一步改善飞机的性能。
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