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日本學者發展史上最小機械手指,可以給昆蟲搔癢,還能感受到昆蟲肚子的觸感

王林
王林轉載
2023-04-12 08:07:111224瀏覽

總的來說,人類的體積是有點大的,這讓我們和世界少了很多互動。

例如我們想跟養的狗狗互動一下,我們可以摸摸它的頭,rua一下它的肚子。

如果我們想和一隻螞蟻互動…

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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的方式,例如對昆蟲學家來說,可能就需要藉助工具和放大鏡了。

為了能夠跟著更小的生物互動,在最近發表在《科學報告(Scientific Reports)》上的一篇論文中,來自日本立命館大學的機器人專家展示了一種帶有觸覺回饋的遙控操作系統,該系統將人類的手指與一個微型手指連接起來,讓使用者能夠與小昆蟲正常互動。

你甚至可以摸一摸小蟲的肚子,感受它的柔軟。

史上最小的微型手指

這篇論文名為《透過柔軟的微指對小昆蟲作用力的主動觸覺感知,實現微指與昆蟲的相互作用》。

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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。每個微指的內部是一個安裝了一個氣囊,它是一個可以用空氣增壓的空心空間。

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由於氣囊位於微指的頂部,當充氣時,它會向上凸起,導致微指向下彎曲。當壓力降低時,微指會回到原來的位置,這樣就實現了手指的彎曲與伸直。

微指上還有一條充滿液態金屬的單獨通道,當微指彎曲時,通道拉長,液體金屬就變少,透過測量金屬的電阻,你可以知道手指被彎曲了多少,這種驅動和力感應的結合意味著,人的觸覺系統可以用作力回饋介面:當你移動手指時,微指也會移動,同時力量也可以傳遞回給你,讓你感受到微指的感覺。

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來自科幻小說的設想

科幻小說黃金時代的粉絲們會認為這個系統是沃爾多· F · 瓊斯(Waldo F. Jones )的同步手指活動的一個設想,儘管這個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在的手一樣的手套,用同樣的系統把它們連接到比我的手臂小十倍的把手上,然後……我將擁有真正的微型手臂,它們將把我的動作刪減200倍。有了這雙手,我就會闖入一個他們只看過的、但別人的手都不曾涉足的小天地。我要開始工作了。

這一科幻設想現在走進了現實,在論文中,一種西瓜蟲(學名鼠婦)被當作一種代表性昆蟲加以說明。

微小的手指移動並對躺在地上的西瓜蟲施加力量。西瓜蟲會對外力做出反應,作用於微型手指,微型手指可以透過它們的應變感測器來檢測西瓜蟲的反作用力,微指的主動感應使微指與昆蟲的相互作用成為可能。

透過這個系統,研究人員能夠成功地確定,「西瓜蟲」可以透過它們的腿施加大約10微牛的力,這與使用其他技術估計的力大致相同。

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儘管這只是概念研究的一個證明,但這裡的潛力足夠令人感到興奮,因為世界上還有很多地方,人類尚未真正接觸到。

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