機器人可以模仿消失的蟑螂

2021-01-13 電子發燒友

ETRobots Mimic Disappearing Cockroaches

This is an American cockroach under a ledge. Credit: Jean-Michel Mongeau and Pauline Jennings. Courtesy of PolyPEDAL Lab UC Berkeley. View full size image

A robot that copies how cockroaches and geckos can disappear under ledges in the blink of an eye could lead to search-and-rescue droids with animal-like maneuverability, researchers say.

Scientists regularly look to nature for inspiration when designing robots, with the hope of learning from millions of years of evolution. Recent examples include droids that mimic the cheetah『s stride or the legs of velociraptor.

While monitoring a cockroach with high-speed video cameras to see how it crossed gaps while running at high speeds, 「we were surprised to find the insect gone,」 said researcher Robert Full, an integrative biologist at the University of California at Berkeley.

「After searching, we discovered it upside-down under the ledge,」 Full said. 「After close inspection of the video, we saw that the cockroach was using its legs as grappling hooks by engaging its claws at the tip of the ledge.」

[Bug Juice: Turning Roaches into Living Fuel Cells]

The scientists then saw that geckos in the lab could also run off ledges at full speed and carry out this pendulumlike flip, dubbed 「rapid inversion,」 using hooklike toenails to swing themselves fully around to land firmly on the undersides of platforms. The researchers then contacted integrative biologist Ardian Jusufi who was studying geckos in the field in the rainforests of Singapore to see if the lizards dove over ledges the same way in the wild.

「We wondered whether this was a behavior really used in nature to escape predators,」 Full said. 「To his surprise, he found that a gecko chased to the end of a broken Bird’s Nest Fern leaf also disappeared. Using high-speed video, he showed that geckos used rapid inversion, just as observed in the laboratory.」

Apparently the animals can grab an edge with their claws — sometimes using only one leg, in the case of roaches — and retain 75 percent of their running energy as they swing like pendulums beneath it. They experience about three to five times the force of gravity with the flip, similar to what humans feel at the bottom of a bungee jump, said researcher Jean-Michel Mongeau at the University of California at Berkeley.

These findings not only explain why tiny animal pests we chase at times seem to disappear, but helped develop a robot capable of the maneuver. The researchers modified their six-legged cockroach-inspired DASH — Dynamic Autonomous Sprawled Hexapod — by attaching Velcro hooks to its back legs. After they glued Velcro loops near and underneath a ledge, they found DASH could duplicate the acrobatic move.

「The flip demonstrates a principle of how we might make small robots more agile and maneuverable,」 Full said. 「Ultimately, if we want search-and-rescue robots to assist first responders in the rubble left after an earthquake, tornado or explosion, or have greater capability to more rapidly detect chemical, biological or nuclear hazards, we must build far more agile robots with animal-like maneuverability.」

After cockroaches and geckos flip over ledges, they can then continue to run upside-down under surfaces. 「The robot might be able to do so in the future」 as well, Full said.

The scientists detailed their findings online June 6 in the journal PLoS ONE.

自動翻譯僅供參考

機器人模仿消失的蟑螂

ETRobots模仿消失Cockroaches

圖片來源:讓 - 米歇爾·Mongeau和保羅·詹寧斯。禮貌PolyPEDAL實驗室加州大學伯克利分校。查看原圖

       這是下一個窗臺的美洲大蠊。

那份如何蟑螂和壁虎能在在眨眼間窗臺消失可能導致搜索和救援機器人動物般的機動性的機器人,研究人員說。

科學家們經常尋找大自然的靈感在設計機器人時,與數百萬年的進化學習的希望。最近的例子包括模仿獵豹的步幅和迅猛的腿機器人。

當監測蟑螂用高速攝像機來看看它是如何在高速行駛時,同時運行,與 越過差距,我們驚奇地發現了蟲子, 說研究員羅伯特完整,一個綜合生物學家在加州大學伯克利分校。

搜索後,我們發現它的窗臺下顛倒,全說。 視頻的仔細檢查之後,我們看到蟑螂用它的腿是通過參與它的爪子在窗臺的一角抓鉤

錯誤汁:談到蟑螂進入生活燃料電池Bug Juice: Turning Roaches into Living Fuel Cells然後,科學家看到,在實驗室壁虎還可以流掉壁架全速進行這項pendulumlike翻轉,被稱為 快速反轉, 用鉤狀腳趾甲擺動自己完全各地要牢固降落在平臺下側。研究人員隨後聯繫了綜合生物學家Ardian Jusufi誰正在研究壁虎在外地新加坡的熱帶雨林,看是否蜥蜴鳩佔壁架以同樣的方式在野外

我們不知道這是否是一個行為真正用在本質逃避敵害, 全說。 令他吃驚的是,他發現,追逐一個破碎的鳥巢蕨葉年底壁虎也消失了。採用高速錄像,他發現,壁虎用於快速反轉,就如同在實驗室裡觀察和 ;

顯然,動物可以抓住他們的爪子&mdash邊緣;有時只用一條腿,在蟑螂&mdash的情況下並保留75%的工作能量,因為他們就像擺在它下面擺。他們經歷的重力大約三到五倍力翻蓋,類似於人類感覺的笨豬跳的底部,研究人員表示,讓 - 米歇爾·Mongeau在加州大學伯克利分校。

這些發現不僅解釋了為什麼微小的動物害蟲,我們有時追逐似乎消失了,但幫助開發能夠機動的機器人。研究人員修改了六條腿蟑螂風格的DASH—動態自治趴六足—通過將鉤魔術貼其後腿。之後,他們粘魔術貼環路附近,窗臺底下,他們發現DASH可以複製的雜技移動。

u0026 ;翻蓋展示了我們如何讓小機器人更靈活和可操作性, 宗旨全說。 最後,如果我們想要搜索和救援機器人,以幫助地震,龍捲風或爆炸後留下的廢墟第一響應者,或有更大的能力,以更迅速地探測化學,生物或核武器的危害,我們必須建立更為靈活的機器人動物般的機動性和 ;

後蟑螂和壁虎翻過窗臺,他們就可以繼續運行在表面上顛倒。 機器人可能能夠這樣做,將來 同時,全說。

科學家們詳細介紹了他們的發現在線6月6日在Plos One中.

打開APP閱讀更多精彩內容

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容圖片侵權或者其他問題,請聯繫本站作侵刪。 侵權投訴

相關焦點

  • 模仿蟑螂翅膀,實驗室將要打造具備複雜飛行功能機器人
    當Chen Li還在加州伯克利分校的Poly-Pedal實驗室和Biomimetic Millisystems實驗室做研究員時,這兩個實驗室都在研發具備多飛行功能的機器人,為此他們參照了蟑螂的生理結構,為這些飛行機器人設計了用於穿越障礙物的外殼。
  • 這是一款能輕鬆翻轉的帶尾巴蟑螂機器人
    尾巴是蟑螂機器人翻轉的關鍵近日,據了解,由羅恩·福瑞斯(Ron Fearing)引領的加州大學伯克利分校的生物模擬系統實驗室,擁有研究各種不同類型的蟑螂機器人的豐富經驗。 然而,他們最新的roachbot與原始昆蟲存在顯著的脫離:因為roachbot帶有一個尾巴,而實際的蟑螂是沒有的,尾巴的增設意味著它可以輕鬆地翻轉。
  • CAA | 科普:一款能輕鬆翻轉的帶尾巴蟑螂機器人
    根據這個原理,仿生學家製造出機械蟑螂,它不僅每秒能夠前進三米,而且平衡性非常好,能夠適應各種惡劣環境。由羅恩·福瑞斯(Ron Fearing)引領的加州大學伯克利分校的生物模擬系統實驗室,擁有研究各種不同類型的蟑螂機器人的豐富經驗。 然而,他們最新的roachbot與原始昆蟲存在顯著的脫離:因為roachbot帶有一個尾巴,而實際的蟑螂是沒有的,尾巴的增設意味著它可以輕鬆地翻轉。
  • 細菌做「眼睛」、蟑螂當「跑腿」,總有一些特立獨行的機器人
    現實中,機器人領域的研究者們也在嘗試將生物與機器進行融合。他們既可以利用生物材料的某些特性,或者依照仿生學的思路師法自然,也可以直接改造、控制生命,為人類服務。這類研究,統稱為「生物混合機器人」(Biohybrid Robot)。
  • 哈佛受蟑螂啟發的機器人突破又一極限 縮小至硬幣大小僅...
    在名為「哈佛移動微型機器人」(HAMR)項目的最新進展中,研究人員表示,他們已經成功地將這個靈感來自蟑螂的機器人縮小到硬幣大小。這個小機器人雖然還不能爬上水柱,但它可以奔跑、跳躍、攜帶重物和快速轉彎。這個被稱為HAMR-JR的微型機器人是由哈佛大學約翰·A·保爾森工程和應用科學學院(SEAS)和哈佛威斯生物啟發工程研究所的研究人員攜手開發的,它只有受蟑螂啟發的哈佛移動微型機器人HAMR的一半大小。HAMR-JR只有一便士大小,幾乎可以完成它的大型前身的所有壯舉,促使它成為迄今為止最靈巧的微型機器人之一。
  • 波士頓動力的「狗」,哈佛大學的「蟑螂」,機器人和動物的愛恨情仇
    除了這隻廣受關注的「網紅狗」,最近還有一個機器人被冠上了動物的名字,它就是哈佛大學的「蟑螂機器人」。   受昆蟲生物學的啟發,這個被稱為HAMR-JR的微型機器人問世了。   和波士頓動力的大狗不同,HAMR-JR之所以被稱為「蟑螂機器人」,並不是因為長相,而是在設計上模仿了蟑螂的速度和機動性。如今,HAMR-JR的研究團隊正在從其他昆蟲身上尋找靈感,希望研發出更加體積更小、功能更多的機器人。
  • 全球八大最「噁心」的仿生動物機器人
    「仿生機器人」是指模仿生物、從事生物特點工作的機器人。目前在西方國家,機械寵物十分流行,另外,仿麻雀機器人可以擔任環境監測的任務,具有廣闊的開發前景。二十一世紀人類將進入老齡化社會,發展「仿人機器人」將彌補年輕勞動力的嚴重不足,解決老齡化社會的家庭服務和醫療等社會問題,並能開闢新的產業,創造新的就業機會。」
  • 模仿人類的蟑螂怪物,《異形大戰鐵血戰士》導演執導新怪物大作
    這個系列可能要顯得冷門一點,不過看過的人應該會印象深刻,因為這是為數不多的的蟑螂怪物電影,而且還不是小作坊的山寨怪物片,在1997年的第一部是一部有著3千萬預算的中等怪物製作,而這部電影是由一個我們非常熟悉的導演拍的,他就是《環太平洋》《水形物語》導演吉爾莫·德爾·託羅。
  • 科學網—蟑螂壁虎緣何「消失不見」
    本報訊 日前,研究人員表示,他們發現了蟑螂、壁虎等動物能夠突然消失不見的秘密——快速移動以及利用後肢隱藏自己。 你是否曾經看到一隻蟑螂或壁虎在你的眼前消失不見?科學現在告訴你它們去了哪裡。從一段有關美洲蜚癆和扁尾壁虎的高速視頻中可以看到,他們迅速爬上一個硬紙板製成的斜坡,而且當他們接近斜坡邊緣的時候速度也幾乎不會減慢。 但是,這些昆蟲不會進入諸如微型跳臺滑雪助滑道這樣的空間裡,相反它們會固定其後肢,並像鞦韆一樣向下懸掛自己的身體,暫停在斜坡的陰面。
  • 雖然醜,關鍵時刻蟑螂機器人能救命
    據國外媒體報導,北卡羅來納州立大學研究人員表示,通過借鑑蟑螂的適應性,他們開發出了一種將有助於災區救援的蟑螂機器人。跟原有的機器人不同,它們能夠潛入災區的狹小空間,並利用小型傳聲器接收聲音。被稱作生物機器人的蟑螂機器人身背小小的電子組件,那些組件用來控制它的移動。其中的一個版本是用單個多方向傳聲器捕捉高解析度聲音,然後將聲音無線傳輸給現場急救員。另外一個版本則是使用多個三方向傳聲器來檢測聲音的位置,進而往相關方向移動。
  • 稀罕物種 仿生機器人「真香」
    隨著5G商用大範圍落地和基於深度學習算法下的人工智慧技術日漸成熟,機器人物種愈發豐富,而以稀罕物種仿生機器人較為驚豔眼球。 「仿生機器人」是指模仿生物、從事生物特點工作的機器人。 蟑螂在高速運動時,每次只有三條腿著地,一邊兩條,一邊一條,循環反覆,基於該原理,機械蟑螂應運而生,機械蟑螂不僅每秒能夠前進三米,而且平衡性非常好,能夠適應各種惡劣環境,待技術成熟,機械蟑螂可應用於太空探索或排除地雷。
  • 以色列:仿生兩棲機器人僅巴掌大
    科技日報訊 (記者毛黎)以色列本古裡安大學研究人員近日表示,在對蟑螂和蜥蜴運動進行研究之後,他們研發出一種可應對複雜地理環境、新型手掌大小的高速兩棲機器人,能遊泳、水上跑步以及地面爬行。本古裡安大學機械工程系仿生設計和醫學機器人實驗室從事動物運動研究,並將成果用於仿生機器人開發。
  • 以色列:仿生兩棲機器人僅巴掌大
    本文轉自【科技日報】;科技日報訊 (記者毛黎)以色列本古裡安大學研究人員近日表示,在對蟑螂和蜥蜴運動進行研究之後,他們研發出一種可應對複雜地理環境、新型手掌大小的高速兩棲機器人,能遊泳、水上跑步以及地面爬行。
  • 稀有南美蟑螂甲殼滋生微生物可自行發光(圖)
    萬聖節裝扮:這種蟑螂以類似於一種生活在同一地區的劇毒甲蟲的方法發光  有些人說,蘋果公司伊夫爵士設計的機器人伊夫看起來很像螢光甲蟲——Lucihormetica luckae。
  • 仿生兩棲機器人可用於農業和搜救
    以色列本古裡安大學(BGU)研究人員表示,在對蟑螂和蜥蜴運動進行研究之後,他們研發出一種新型手掌大小的高速兩棲機器人,能遊泳、水上跑步以及地面爬行,應對複雜的地理環境。  本古裡安大學機械工程系仿生設計和醫學機器人實驗室從事動物運動研究,並將成果用於仿生機器人開發。
  • 你害怕蟑螂嗎?養只白額高腳蛛抓蟑螂,靠譜嗎?專家:還不如打掃乾淨屋子...
    有人腦洞大開,用電腦模仿出3-D的真實效果,患者根本不用真的觸摸蟑螂。很多蜘蛛都喜歡山野生活,而白額高腳蛛唯獨鍾愛人類社會,它喜歡潛入人家、農舍,是人類家居常見蜘蛛裡個頭最大的。它主要以捕食蟑螂、蒼蠅、飛蛾等昆蟲為生,食量還不小,可以連續捕食多隻蟑螂,可真真算上是人類社會的「益蟲」。曾有人為了治家中的蟑螂患,人為投入了白額高腳蛛,雖然按照理論上是可以達到滅蟑螂的效果,然而現實是,白額高腳蛛來去自如,經常消失得無影無蹤,說不定已經跑到別人家了——看來,動物也像人一樣,有些事是逼迫不得的。
  • 仿生機器人:人類的好夥伴,你想了解它嗎
    相信我們不少人都聽說過仿生機器人,這一產品被稱為我們人類的好朋友。那目前它的發展如何呢?  1、仿生機器人是什麼?  仿生機器人是模仿生物特點,從事生物工作的機器人。它們可以彌補年輕勞動力的嚴重不足,解決部分人口老齡化問題和醫療問題。
  • 蟑螂能跑得那麼快原因是什麼?
    但是如果超過一定速度,蟑螂雖然可以高速跑步,但是因為是以彈跳的形式前進,因此會消耗更多的能量,而兩側腿對稱著地的方式不僅穩定,並且能使蟑螂的步幅增加,帶來速度的爆發。快得要飛起來的螞蟻位列昆蟲飛毛腿榜單第二名的是撒哈拉銀蟻。相比於其他生活在沙漠裡的螞蟻,撒哈拉銀蟻身長只有8.3毫米左右。
  • 蟑螂在地球上消失會對地球有影響嗎?
    近幾個月,筆者深受蟑螂的毒害,自從筆者開始放棄吃外賣開始自己做飯時,家裡的蟑螂漸漸多了起來,經身邊朋友的推薦筆者就去商場買了蟑螂屋才讓蟑螂數量變少了一點。有時候筆者不由感嘆為什麼會有蟑螂這種反人類的生物出現。
  • 昆蟲 | 怎麼用手機遙控活蟑螂!?
    於是,發光蟑螂就模仿了這種有毒的發光甲蟲。在毒甲蟲的胸部,有兩個發光斑,而發光蟑螂也有類似的發光斑。那些食蟲動物看到發光蟑螂時,以為是毒甲蟲來了,就會躲得遠遠的,不敢靠近它們。為了讓它「聞」起來更像蟑螂,他們還在機器人上塗抹了一種物質,它散發出的氣味和蟑螂散發出的很像。 然後,科學家把機器人和蟑螂放在一起。不出所料,蟑螂機器人們很快就融入了蟑螂之中。 不僅如此,科學家還發現,當蟑螂機器人在任意一個位置停下來之後,其它四處亂跑的蟑螂便跑過來,和蟑螂機器人聚集在一起。