探索机器人爬墙技术：从磁力到热熔胶，揭秘简单原理背后的科学奇迹

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    前言

    爬墙对于我们大多数人来说是一项非常困难的任务，但对于机器人来说似乎并不困难。多年来，世界各地的科学家探索了磁性、热熔胶、真空吸盘和仿生壁虎爪。 、超音速喷射、微针、静电吸附等多种方式让机器人趴在墙上。

    但这些机器人听起来很高端，但当你真正深入研究它们的时候，你可能会发现大部分原理都简单得几乎小学生都能想到。磁力就不用说了，想必大家都知道为什么，那么剩下的爬墙机器人都长啥样呢？

    热熔胶

    几年前，苏黎世瑞士联邦理工学院的科学家们提出了利用热熔胶（HMA）特性的想法：固体在通过胶枪加热时会变成粘性液体。再次凝固后，胶水与墙壁粘合在一起。

    虽然小胶点的热熔处理时间较长（每次等待粘合需要90秒），而且其环境要求也比较高，但HMA胶点的承重能力还是相当可观的。据介绍，一块4平方厘米的小贴片，可承受60公斤的负荷。

    此外，来自以色列的科学家受到蜗牛的启发，还用胶水赋予了机器人爬墙的能力，不过这次浇水会保持融化状态，然后才能慢慢向上移动。

    微针

    秋天，农村的孩子去田野里玩耍，回来时衣服上总会带上很多不知名的杂草种子。微针的原理与此类似。加州大学伯克利分校的科学家利用这一原理设计了机器人 CLASH，该机器人旨在通过其带刺的小脚趾拉紧垂直或接近垂直的织物表面。

    再加上巧妙的机械结构，这个长10厘米、重15克的小机器人，步态频率为34步，使其成为现有最快的攀爬机器人之一，每爬的速度可达24厘米。第二。向上移动。

    虽然CLASH只能攀爬织物，但微穿刺针原理仍然可以应用于其他领域，例如攀爬表面粗糙的石头。下图是科研团队研发的攀岩机器人。每只脚上有超过750个微小的爪子，可以帮助它牢牢抓住岩石表面并顺利攀爬。

    静电吸附

    我们对静电吸附并不陌生。小时候，我们会拿吹好的气球在头上蹭来蹭去，把头发弄乱，就是为了看看气球能不能粘在墙上。国际斯坦福研究协会可能是受到了这方面的启发，开发出了一种依靠静电吸附的爬墙机器人。

    这是一种无肢爬墙机器人，依靠履带产生正负极吸附在墙壁上。这种机器人重量轻，可以通过遥控器控制，履带的材料可以用任何非导电材料生成。静态且适用于任何表面，无论光滑还是粗糙。

    超音速喷气机

    如果说前面几个爬墙姿势还幼稚的话，那么剩下的就稍微高级一点了。这次超音速喷射爬壁利用了伯努利原理：流体速度慢，压力就高；流体速度慢，压力就大；流体速度慢，压力就大。如果速度快，压力就会低。高压气流沿着爪子边缘喷射，形成“真空腔”。爪子可以用来“抓取”非常接近的物体而不接触物体。这种机器人夹具通常用于拾取容易破碎或需要非接触式处理以避免感染的特殊物品。

    上图为新西兰坎特伯雷大学的研究团队开发出超音速伯努利机器人抓手，其强度是传统装置的五倍。其气流喷射速度是音速的三倍。其强大的附着力不仅可以满足攀爬的要求，甚至可以根据墙壁的需要在屋顶上行驶。

    仿生壁虎胶

    说到攀岩墙，就不得不提壁虎，而说到壁虎，就不得不提它的万能爪子。壁虎的爪子上有数百万根细小的鬃毛。每根刷毛的直径只有几微米，每根刷毛末端都有数百根毛发分叉。当物体接触时，大量的绒毛会产生范德华力，使其能够承受数百倍于自身重量的重量。斯坦福大学的科学家复制了壁虎的脚趾，创造了仿生壁虎机器人。

    而且，经过这么多年的发展，这种仿生壁虎材料已经不能再应用到爬墙机器人上了。比如我们前段时间发布的6个火柴盒大小的机器人，可以拉动1.8吨的汽车。它的鞋底原理也是仿生壁虎粘合剂。

    类似原理的爬墙机器人还有很多。我在这里一一介绍。如果您有什么需要补充的，请在下方留言告诉我们。