紮墻通常不是什麽好事,但對蟑螂似乎很管用。
發表在《皇家學會界面雜誌》上的壹項研究發現,這些昆蟲以這種方式進入墻壁,是為了從壹個角度反映它們的身體。這使它們能夠毫無困難地爬上垂直表面。
這是壹種狡猾的逃脫策略,科學家認為這將有助於他們開發更好的機器人。
在墻上
美國蟑螂的速度非常快,以每秒50個身長的速度移動。當在地板上競爭以躲避捕食者時,蟑螂可能會瞄準墻壁並向前移動。這樣的碰撞應該可以擊昏昆蟲,但是它們有壹個減震的身體,不僅可以保護它們免受傷害,還可以讓它們引導這種力量真正爬墻。
研究人員讓18只雄性蟑螂在紙襯裏的表面上奔跑。他們以每秒500幀的速度拍攝高速視頻,並使用壹些運動跟蹤軟件來查看這些錯誤是如何在墻上出現的。這兩者都很重要,因為肉眼看來,蟑螂似乎壹步不漏地匆匆爬墻。它們似乎可以毫不費力地從水平劃線變為垂直劃線。
然而,壹旦研究人員觀察相機,他們發現蟑螂寧願用頭撞墻,吸收它的力量,反彈回攀爬角度,繼續匆忙前行。80%的時候使用這種方法。剩下的時間,蟑螂在撞上墻之前會稍微向上傾斜壹點,減緩了攻擊速度。
謹慎通常是不必要的。研究人員發現,那些撞到墻上的蟑螂做出垂直運動的速度最快約為75毫秒——就像那些表現出壹點謹慎的蟑螂壹樣。然而,考慮到它們在與墻壁相撞時不會減速,這就給了蟑螂更大的機會來逃脫捕食者,這可以在生存中產生巨大的差異。
“它們的身體在進行計算,而不是大腦或復雜的傳感器,”哈佛大學生物學家、該研究的主要作者Kaushik Jayaram告訴《紐約時報》。
更好的機器人
為了確定這種方法是否會轉化為機器人來幫助他們導航困難的地形,Jayaram和研究團隊建造了壹個小型的手掌大小的六足機器人,名為DASH,它的前面沒有傳感器。機器人會像蟑螂壹樣依靠身體導航。研究人員添加了壹個名為“鼻子”的傾斜圓錐體,以促進機器人可能實現的任何潛在向上傾斜。像射蟑螂壹樣射機器人。
DASH設法垂直過渡,就像蟑螂壹樣。在DASH的下壹次叠代中,團隊希望添加壹個“基板附著機制”,以便它可以在過渡運動後爬墻。
研究人員認為,他們的方法是機器人技術的“範式轉變”,是制造機器人的新方法。通過依靠更多基於機械的方法而不是基於傳感器的方法,機器人可以更強大,更容易地探索困難的區域。