向動物學(xué)習(xí)的新型機器人

在天空

海鷗機器人

大家不要被這個漂亮家伙給欺騙了，它其實不是一只真正的鳥，而是一只仿真機器鳥。它的骨架是用碳纖維材料制作的，它的身體是發(fā)泡塑料，它的內(nèi)臟則是電子元件。

德國設(shè)計者對海鷗的飛行方式進行研究，利用其生物學(xué)原理，設(shè)計制造了能像海鷗一樣飛行的機器鳥——“智慧鳥”。這個遠程控制的機器鳥可以像真鳥一樣起飛、飛行和降落。

“智慧鳥”的翅膀?qū)挾葹?5.6厘米，比真正的海鷗要大一些，但它的重量不足0.5千克。就像它所模仿的鳥一樣，這只機器鳥的翅膀被分為兩部分，從而獲得了飛行能力。內(nèi)側(cè)的翅膀部分提供推力，外側(cè)的翅膀部分提供動力。一個小型馬達控制外側(cè)翅膀部分，可以根據(jù)外部風(fēng)的情況實時調(diào)整翅膀的角度。

“智慧鳥”利用尾巴的角度變化來決定它是上升還是下降。尾巴同時還提供一部分推力。

通過控制“智慧鳥”的頭部，可以使它以全身的力量進行旋轉(zhuǎn)，而這在很大程度上提高了它的可操作性，使它看起來就像一只真正的海鷗。

昆蟲機器人

受昆蟲的啟發(fā)而制作的機械人“代爾夫特蠅”，是最具特點的飛行機器人之一。它就像一只蜻蜓，用兩組翅膀飛行。

“代爾夫特蠅”重2.8克，翅膀?qū)捈s1米，可以每秒近5米的最高速度飛行3分鐘?！按鸂柗蛱叵墶庇蛇h程控制。它還攜帶有小型攝像頭，可以將錄像信息無線傳輸?shù)降孛娴碾娔X里。

“代爾夫特蠅”的設(shè)計用途是飛入坍塌樓房的縫隙中搜尋被困人員。比它更輕的后續(xù)產(chǎn)品“代爾納諾蠅”目前也在設(shè)計之中。

電池

機器人必須做到能源自給。對于機器人來說，使用化學(xué)電池消耗太快。在新型電池開發(fā)出來之前，機器人電池必須小型且高效。

在水中

斑馬魚機器人

由美國和意大利科學(xué)家發(fā)明的這個約1.5米長的機器人，不僅模仿了斑馬魚的外觀，而且還模仿了斑馬魚尾巴的運動。實驗顯示，當(dāng)斑馬魚機器人的尾巴動起來時，其他斑馬魚就會被吸引過來；當(dāng)它的尾巴不動時，其他斑馬魚就會離開。這證明真斑馬魚可以識別假斑馬魚的移動——盡管后者是前者的6倍長。

當(dāng)斑馬魚機器人的尾巴動起來時，真的斑馬魚就會被吸引過來。

水母機器人

如果科學(xué)家能夠完善水母機器人的構(gòu)造，那么，未來某一天，就會有一支由水母機器人組成的無敵艦隊在海上巡邏。如果給它們裝上特定的傳感器，它們還可以調(diào)查海洋生物分布，監(jiān)測海水質(zhì)量，甚至使用過濾器在發(fā)生漏油事件后幫助清理海水中的油污。

水母機器人通過簡單的動力裝置，可在不消耗大量能源的情況下移動較長的距離。最近，美國科學(xué)家開發(fā)了一種硅膠水母機器人，它的“肌肉”是由包在碳納米管中的金屬絲制作的，在金屬絲的外面涂了一層金屬鉑。當(dāng)鉑與水中的氫和氧接觸時會產(chǎn)生熱量，使金屬絲收縮，從而讓水母機器人“游動”起來。

由于海水中有大量的氫和氧，所以水母機器人可以通過海水實現(xiàn)能源的自給。它們可以在水中自由地漂浮幾個月甚至幾年。

水黽機器人

科學(xué)家早就開發(fā)出了像水黽一樣可以在水面行走的機器人，但他們還想復(fù)制昆蟲在水面上跳躍的能力。研究發(fā)現(xiàn)，水黽之所以能夠完成這種動作，是因為它們的腿具有超強的疏水性，使得它們可以利用水的表面張力在水面上“跳蹦床”。

中國科學(xué)家解決了這個問題。為了防止微型機器人下沉（盡管它的重量只有約11克，但仍然比真的水黽重1000倍），他們用疏水的泡沫鎳制作機器人的腳。這種機器人一次可以跳35厘米遠，其應(yīng)用前景非常廣泛，包括水質(zhì)監(jiān)測。

水黽機器人能在水面上跳躍要歸功于用多孔鎳泡沫制作的具有很強疏水性的腳。

變色機器人

有些動物可以改變自己身體的顏色，這樣做既可以達到偽裝的目的，也方便同類之間進行交流。科學(xué)家綜合了海星和章魚的這一特征，模仿制作了一個變色機器人。

這種柔軟的可爬行的機器人是用硅橡膠制作的，在它的身上布滿了裝有各種顏色液體的管子，可以通過控制液體的顏色使它同周圍的環(huán)境融為一體。相反，也可以通過液體發(fā)光讓它引起人們的注意。后一應(yīng)用可以在搜救工作中發(fā)揮作用，使那些身陷困境的人們能注意到機器人。

人工消化器

如果給一個機器人裝備了人工消化系統(tǒng)，它就可以從周圍的環(huán)境中獲取能量，就像活著的生物一樣。英國科學(xué)家設(shè)計的第二代生態(tài)機器人就像食蟲植物一樣，能夠捕捉蒼蠅，并將其轉(zhuǎn)化成能量。

在地上

蟑螂機器人

當(dāng)蟑螂和壁虎受到驚嚇時，它們通常會快速跳離它們所在的平臺。它們通常會用后腿抓住平臺的邊緣，像擺鐘一樣擺動身體至平臺的背面，然后逃走。

在災(zāi)區(qū)進行搜救工作的機器人的先決條件是：能夠在任何環(huán)境下移動。而美國科學(xué)家發(fā)明的蟑螂機器人就能夠以與蟑螂和壁虎相同的方式在平臺邊沿擺動。

受蟑螂和壁虎啟發(fā)而開發(fā)的蟑螂機器人可以在壁櫥的底部表面上擺動。

鼩鼠機器人

伊特魯里亞鼩鼠的胡須是大自然中最靈敏的器官之一（幾乎所有的哺乳動物都利用胡須作探測器，以提高自己的觸覺）。受此啟發(fā)，英國科學(xué)家研發(fā)了一種鼩鼠機器人，它可以用“胡須”來感知周圍的環(huán)境。

這種機器人所具備的能力讓它在黑暗或者充滿煙霧的房屋中特別有用。它可以幫助消防員找到出路，并且?guī)椭ㄎ坏却仍娜藗兊奈恢谩?/p>

鼩鼠機器人可用“胡須”感知周圍環(huán)境。

機器狗

大多數(shù)機動車都不能在泥濘的、冰雪覆蓋的公路或陡坡上行駛。但是，很多動物靠腿就可以輕松地做到這一點。正是模擬動物的這個特點，科學(xué)家制造了一只四條腿的機器狗。

機器狗的長和高均約90厘米，重約110千克。因為比狗重得多，所以它可以在負載150千克的情況下行走、奔跑和爬坡。美國軍方希望用它充當(dāng)馱畜，讓它在機動車不能行駛的地方運送物資。

機器狗由一個連接著50個傳感器的電腦控制，以幫助它保持身體平衡，并在它偏離路線時為它指路。

機器狗的四肢由一個液壓系統(tǒng)控制，發(fā)動機為其提供能量。這是科學(xué)家模擬哺乳動物移動四肢的方式設(shè)計的。機器狗的最高時速為每小時6.5千米多，充一次電可行走19千米以上。

機器狗現(xiàn)在通過遠程遙控，但新版本的機器狗預(yù)期可以減少對人類操控的依賴。最新推出的樣品其外形更像驢，運行起來更安靜，并且使用了新的科技，可以自己尋路或者跟在士兵的后面走。

鴕鳥機器人

鴕鳥擁有又長又輕的腿，這使得它們可以每小時64千米的速度奔跑很長距離而不用消耗太多的能量。這種身材瘦長的鳥類啟發(fā)美國科學(xué)家研發(fā)了一種擅長跑步的機器人。

由美國國防部資助的這種擁有一雙快腿飛“快跑者”機器人可以每小時35千米的速度奔跑，很可能被應(yīng)用于未來的戰(zhàn)爭中。這種可快速移動作業(yè)的機器人早晚也會被用于救災(zāi)。

擁有又長又輕的腿的鴕鳥啟發(fā)科學(xué)家研發(fā)了擅長跑步的機器人。

太陽能電池做的

機器人皮膚

科學(xué)家開發(fā)了一種柔軟的太陽能電池，只要拉伸并彎曲它，就可以把它像皮膚一樣覆蓋在機器人身上。這樣，在大白天到處轉(zhuǎn)游的機器人就能利用太陽能充電了。