仿壁虎智能“手臂”充当太空拾荒者

材料科学与工程 · 公众号 · · 2017-07-01 21:44

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原标题：仿壁虎智能“手臂”充当太空拾荒者可清除地球轨道上有潜在威胁的垃圾碎片

据《新科学家》杂志网站28日报道，美国科学家受壁虎在垂直光滑墙面自由爬行的启发，设计出一种全新智能抓手装置，并证明其能在太空微重力下对不同形状物体抓放自如。该智能装置将担当太空拾荒者重任，清除地球轨道上具有潜在威胁的大量垃圾碎片。

壁虎仅靠几个指头就能在一块垂直抛光玻璃上快速攀爬。科学家发现，这是因为壁虎每只脚趾头都长着数百万细毛，每根细毛末端还有数百根分支，使得趾头与所接触的表面产生足够强的范德华引力，就像纽扣一样紧紧附着在一起。

受壁虎脚趾微结构的启发，斯坦福大学机械工程系教授马克·库特考斯基带领其实验室同事，在10年时间内研发出具有强黏性的材料，并将黏性材料覆盖成楔形薄层，成功帮助微型机器人背着重物在光滑墙面爬行。这次研究中，他们在两层楔形薄层间装上智能滑轮，当碰到物体时，滑轮将两薄层拉近，从而将物体“紧握”，将其连上智能手臂后，就变身为能抓取大块太空碎片的拾荒者。

随着大量卫星和探测器“寿终正寝”，近地轨道充斥着数十万个太空碎片，这些垃圾碎片可能会撞击卫星和国际空间站，造成严重后果。由于太空空气稀薄，接近真空及失重环境，现有在地球上能抓取物体的智能手臂在太空一般会失灵。

库特考斯基实验团队与美国国家航空航天局（NASA）喷气推进实验室合作，对智能手臂进行了检测。他们在最新一期《科学·机器人》杂志上发表论文称，在模拟太空环境的太空舱内，智能手臂能自如抓放尺寸和重量大其100多倍的管状、柱状和球状等不同形状的物体。而在国际空间站内，它能在舱壁上坚持攀爬数周，不受飞船颠簸的影响。研究人员表示，能力超强的新智能手臂除用于清除太空碎片外，还能帮助宇航员在太空飞行中爬到舱外进行检修。

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