日本學(xué)者開發(fā)史上最小機(jī)械手指,可以給昆蟲撓癢癢,還能感受到昆蟲肚子的觸感
總的來說,人類的體積是有點(diǎn)大的,這讓我們和世界少了很多互動(dòng)。
比如我們想跟養(yǎng)的狗狗互動(dòng)一下,我們可以摸摸它的頭,rua一下它的肚子。
如果我們想和一只螞蟻互動(dòng)……
你可能在毫無感覺的情況下,就把螞蟻給彈飛了,這顯然不是我們跟螞蟻互動(dòng)的方式,比如對于昆蟲學(xué)家來說,可能就需要借助工具和放大鏡了。
為了能夠跟更小的生物互動(dòng),在最近發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告(Scientific Reports)》上的一篇論文中,來自日本立命館大學(xué)的機(jī)器人專家展示了一種帶觸覺反饋的遙控操作系統(tǒng),該系統(tǒng)將人類的手指與一個(gè)微型手指連接起來,讓使用者能夠與小昆蟲正?;?dòng)。
你甚至可以摸一摸小蟲子的肚子,感受它的柔軟。
史上最小的微型手指
這篇論文名為《通過柔軟的微指對小昆蟲作用力的主動(dòng)觸覺感知,實(shí)現(xiàn)微指與昆蟲的相互作用》。
研究中提出的微型手指(微指),大小只有12毫米長,3毫米寬,490微米厚。每個(gè)微指的內(nèi)部是一個(gè)安裝了一個(gè)氣囊,它是一個(gè)可以用空氣增壓的空心空間。
由于氣囊位于微指的頂部,充氣時(shí),它會向上凸起,導(dǎo)致微指向下彎曲。當(dāng)壓力降低時(shí),微指會回到原來的位置,這樣就實(shí)現(xiàn)了手指的彎曲與伸直。
微指上還有一條充滿液態(tài)金屬的單獨(dú)通道,當(dāng)微指彎曲時(shí),通道拉長,液體金屬就變少,通過測量金屬的電阻,你可以知道手指被彎曲了多少,這種驅(qū)動(dòng)和力感應(yīng)的結(jié)合意味著,人的觸覺系統(tǒng)可以用作力反饋接口:當(dāng)你移動(dòng)手指時(shí),微指也會移動(dòng),同時(shí)力也可以傳遞回給你,讓你感受到微指的感覺。
來自科幻小說的設(shè)想
科幻小說黃金時(shí)代的粉絲們會認(rèn)為這個(gè)系統(tǒng)是沃爾多 · F · 瓊斯(Waldo F. Jones)的同步手指活動(dòng)的一個(gè)設(shè)想,盡管這個(gè)概念在科幻小說中有更深的根源:
我突然想到:我可以為我的手做微型手。我可以給它們做和我現(xiàn)在的手一樣的手套,用同樣的系統(tǒng)把它們連接到比我的手臂小十倍的把手上,然后……我將擁有真正的微型手臂,它們將把我的動(dòng)作刪減200倍。有了這雙手,我就會闖入一個(gè)他們只看到過的、但別人的手都不曾涉足的小天地。我要開始工作了。
這一科幻設(shè)想現(xiàn)在走進(jìn)了現(xiàn)實(shí),在論文中,一種西瓜蟲(學(xué)名鼠婦)被作為一種代表性昆蟲加以說明。
微小的手指移動(dòng)并對躺在地上的西瓜蟲施加力量。西瓜蟲會對外力做出反應(yīng),作用于微型手指,微型手指可以通過它們的應(yīng)變傳感器來檢測西瓜蟲的反作用力,微指的主動(dòng)感應(yīng)使微指與昆蟲的相互作用成為可能。
通過這一系統(tǒng),研究人員能夠成功地確定,“西瓜蟲”可以通過它們的腿施加大約10微牛的力,這與使用其他技術(shù)估計(jì)的力大致相同。
盡管這只是概念研究的一個(gè)證明,但這里的潛力足夠令人感到興奮,因?yàn)槭澜缟线€有很多地方,人類尚未真正接觸到。