南航研制出壁虎機器人 

         可反恐偵查地震搜救

■這只“壁虎”將來在反恐偵查、地震搜救中，可以派上大用場

    ■研究人員飼養(yǎng)了20多只壁虎，用8年時間觀摩它們的習(xí)性，終于研究成功

這只壁虎機器人可以自由爬行。楊波 攝

    人不可能完成的任務(wù)讓“壁虎”來幫你？是的，南京航空航天大學(xué)就研發(fā)出了能代替人來執(zhí)行探測，拍攝等任務(wù)的仿生壁虎機器人，除了外形長的像壁虎，這個仿壁虎機器人還能代替人類來執(zhí)行反恐偵查、地震搜救等“高難度”的任務(wù)，并且受邀參加了國家“十一五”重大科技成就展。記者了解到，為了成功研制仿壁虎機器人，南航的研究團隊專門飼養(yǎng)了20多只壁虎來進行觀察，而且這一觀察就是整整8年！

    它的今生 像真壁虎一樣在墻上爬來爬去

    為了印證這個傳說中的“高科技”到底有多神奇，記者昨天在南航的仿生物實驗室親自“眼見為實”，靈活的它可以像真壁虎那樣在墻上爬來爬去。

    在南航研究人員的帶領(lǐng)下，記者在仿生物實驗室里見到了這個長得真的很像壁虎的機器人。機器“大壁虎”通體由白色鋁合金組成，長150毫米（不連尾巴），寬50毫米左右，而且在不包含電池的狀況下的重量只有250克！不光和真壁虎一樣有“四肢”，還有一條同樣為鋁合金材質(zhì)的長尾巴。實驗室研究人員告訴記者，“大壁虎”采用的是可充電的鋰電池來提供電源，通過芯片來進行控制。目前可以實現(xiàn)在垂直90度的平面上實現(xiàn)爬行。

    研究人員將機器人放在了實驗室大門的下端，這只“壁虎”立刻朝著門的上端爬了過去。在實驗室的大門上端有一塊門牌，仿壁虎機器人爬到門牌的底部時竟然自動將爬行方向扭轉(zhuǎn)了大約45度左右，繞過了門牌繼續(xù)向上爬！“你現(xiàn)在看到的壁虎的芯片設(shè)定的是‘固定程序’，將來還能實現(xiàn)像小孩玩遙控車一樣進行遙控器的‘遠程遙控’�！蹦虾綑C電學(xué)院戴振東教授說。

    記者獲悉，南航此次參加“十一五”重大科技成就展的“大壁虎”機器人實際上已經(jīng)是“大壁虎六代”了，而南航第一代的“大壁虎”仿生機器人在2004年就已經(jīng)問世。通過7年的更新完善，在改善了運動協(xié)調(diào)、遠程控制以及電動機更新等問題的基礎(chǔ)上，終于成功實現(xiàn)了大壁虎90度的自由爬行。而這個科研項目也在2006年得到了國家自然基金的重點項目支持。

    它的前世 研究人員飼養(yǎng)了20多只壁虎觀摩習(xí)性

    記者了解到，為了成功研制仿壁虎機器人，戴振東和研究團隊專門飼養(yǎng)了20多只壁虎來進行觀察。而這一觀察就是整整8年！“當(dāng)時我們在揚子晚報上刊登了一個需要廣西壁虎的啟事，沒過多久就有人給我們送來了我們需要的大壁虎。”原來戴振東和他的團隊用來觀摩的壁虎也大有講究，這個學(xué)名叫“蛤蚧”的廣西壁虎體重150克，是能在天花板上爬行的最大動物。

    通過8年的觀察研究，戴振東和他的團隊積累了大量的和壁虎有關(guān)的信息，并且在相關(guān)雜志上發(fā)表了幾十篇研究壁虎的學(xué)術(shù)文章�！拔覀兺ㄟ^觀察發(fā)現(xiàn)，壁虎爬的快慢是由步頻決定的，”戴振東向記者講述他的壁虎研究“心得”，他們還總結(jié)出了壁虎爬行的“步態(tài)”，“壁虎‘走路’也分很多種，三角步態(tài)、對角步態(tài)等等，”戴振東說，從壁虎的步態(tài)中他們也發(fā)現(xiàn)了運動步態(tài)參數(shù)變化的規(guī)律性。

     而另外一個重要的研究結(jié)論更是讓他感到無比欣喜，通過長時間的觀察研發(fā)小組發(fā)現(xiàn)，壁虎在爬行時不同的腳相對于踝關(guān)節(jié)的速度矢量是相同的。也就是說壁虎在邁出每一步時都是一個“相對勻速”的狀態(tài)。這個讓外人看來有些暈乎的結(jié)論卻成為了戴振東研發(fā)“仿生壁虎機器人”最為重要的發(fā)現(xiàn)，“這就是壁虎運動協(xié)調(diào)的秘密啊！”戴振東將研究成果運用到了“仿生壁虎機器人”的研制中，成功地解決了這個機械“大壁虎”運動協(xié)調(diào)的最核心問題。

    “在選擇壁虎之前其實我們已經(jīng)試驗過七八種動物了，”戴振東向記者解釋機器人的仿生對象為什么會是壁虎的原因，“蝗蟲、二十八星瓢蟲等昆蟲我們都試驗過，最終才發(fā)現(xiàn)壁虎和我們理想的仿生機器人在功能上最具有相似性。”于是，這個“功能相似性”就成為了戴振東的仿生實驗室選擇壁虎作為仿生對象的最好理由，甚至連仿生實驗室的紀念品都是一只壁虎形狀的掛件。

    戴振東揭秘了壁虎能夠吸附在墻上并且實現(xiàn)無障礙爬行的原因。原來壁虎能牢牢吸附在墻壁上的本質(zhì)是依據(jù)“范德華力”（分子間作用力，其實質(zhì)是一種電性的吸引力）來實現(xiàn)的。它的腳上有50萬根細毛，粗細從幾μ到幾十納米不等，只相當(dāng)于頭發(fā)直徑的千分之一。為了能讓仿壁虎機器人也逐漸向這樣的“無障礙”爬行目標“看齊”，戴振東和他的團隊曾經(jīng)嘗試了不下十種方法來做“毛”，最終成功仿照剛毛吸附原理，通過特殊材質(zhì)成功讓仿壁虎機器人牢牢“吸”在了垂直90度的墻面上。

    戴振東向記者介紹，仿壁虎機器人通過模擬壁虎微細結(jié)構(gòu)，模擬大壁虎腳掌基于分子間的“范德華力”，采用仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計、仿生步態(tài)規(guī)劃、腳掌粘附性能測試等方法，成功實現(xiàn)了仿壁虎機器人90度爬壁運動。

    它的未來 反恐偵查、地震搜救都用得著“大壁虎”

    “大壁虎”的階段性成功并沒有讓戴振東和他的團隊放慢對于仿生機器人的研究步伐，而這個已經(jīng)比較成熟的機器人卻依然“待字閨中”，沒有對外進行推廣。戴振東堅持盡善盡美，“仿生壁虎機器人必須要等到技術(shù)真正成熟了才能進行推廣�！�

    戴振東介紹，仿生壁虎機器人將來的推廣范圍非常廣泛�！氨确秸f像反恐偵查，人質(zhì)被扣押在一個密閉的空間里，外人無法進去的時候，我們的仿壁虎機器人就能派上大用場�！薄按蟊诨ⅰ笨梢员持鴶z像機“潛”入密閉空間，拍攝下人質(zhì)所在位置的畫面，從而給狙擊手提供第一手的及時信息，幫助狙擊手準確找準位置。

    除此以外，仿生壁虎機器人在地震搜救的過程中也能發(fā)揮巨大的作用。“像一些地震救援隊無法找到的領(lǐng)域，仿壁虎機器人憑借著小巧的優(yōu)勢就能輕易找到，并且及時通報給救援隊廢墟下有沒有被壓埋的人�！贝髡駯|教授對于壁虎機器人的未來充滿期待。

    “我們將來最大的希望自然是仿壁虎機器人能實現(xiàn)倒掛180度的爬行，并且成為真正的‘全方位無障礙’，當(dāng)然，實現(xiàn)這個目標我們還有很長的路要走。”戴振東說。(楊甜子 張麗 張琳)