動物的胡須是它的生理技能的非常重要的組成部分,比如,老鼠的視力非常糟糕,但它們可以通過胡須來彌補這一缺陷。它們用嘴部前端的胡須來探路,正如一些盲人利用拐杖在前方探路一樣。穿過物體時,就會觸動老鼠的胡須,這樣,老鼠就可以對周圍的物體產(chǎn)生印象。
再比如,貓的胡須,只要仔細(xì)觀察就可以發(fā)現(xiàn),貓須左右的總的長度和身體的寬度有一定的比例關(guān)系。貓胡須根部有極靈敏的感覺神經(jīng),只要胡須的尾部稍觸及物體就能感覺到,其實是貓的視覺感官的補充,是貓身體上很重要的感覺器官。貓在漆黑的夜里捕捉老鼠時,就是靠胡須的觸覺去探路和平衡身體的。如果貓失去了胡須,就會出現(xiàn)磕磕碰碰的現(xiàn)象,無法靈活地去追趕老鼠。
昆士蘭大學(xué)的一名工程師遵循了大自然的例子,為無人機和機器人開發(fā)了胡須,讓機器像動物一樣感知周圍環(huán)境。Pauline Pounds博士表示,她的團隊希望制造價格合理的傳感器,以幫助機器人在人類周圍的環(huán)境/空間工作,而不是直接接觸到人。
“無論是教室里的人形教學(xué)機器人,還是在飛行中盤旋無人機,能夠在接觸前感受到相互作用是非常重要的,”Pounds博士說。胡須是非常敏感的,可以檢測微小的力量,庫卡機器人,例如來自空氣的運動,甚至可以測量距離半米遠(yuǎn)的人類呼吸。
這使得較小的無人機能夠在黑暗,塵土飛揚,煙熏,狹窄的空間或陣風(fēng),湍流的環(huán)境中航行并穩(wěn)定飛行,而無需安裝較重的傳感器。“胡須是長細(xì)長的纖維'毛發(fā)',由三維打印機擠出機使用的相同塑料材料制成,”她說。
“它們連接在小型力傳遞板上,這些板粘在一個壓力傳感器的微型三腳架上,然后可以檢測到比跳蚤重量低0.33毫克的尖端負(fù)載。”Pounds博士表示,硬件組裝簡單且價格合理,總成本達(dá)到30美元。
(圖片來源:昆士蘭大學(xué))
“它們可用于測量流體速度,以及在接近物體接觸晶須之前檢測到接近物體的迎面而來的波浪,”Pounds博士說。“你可以在任何想要測量力的地方使用晶須,比如加工應(yīng)用,工業(yè)制造,www.whsntf.cn,醫(yī)藥,船舶系統(tǒng),航空航天領(lǐng)域 - 可能性無窮無盡。”
胡須的第一次應(yīng)用是在一只名為iRat的機器鼠上,工業(yè)機器人維修,用于幫助研究嚙齒動物心理學(xué)和神經(jīng)病學(xué)。這次研究如果證明其真的頗具成效,或許未來的機器人身上,就全部有著胡須了,當(dāng)然,拋開波士頓動力的那些人形機器人,為了加強平衡性一個尾巴或許也是不錯的選擇。
機器人在身體結(jié)構(gòu)上本來就應(yīng)該可以比人強,難道不是嗎?