In der Klemme? Robo-Roach kann selbst Hilfe glätten.

Roboter, die die Art und Weise Kakerlaken nachahmen durch klitzekleine Risse versenken können eines Tages Ersthelfer zu lokalisieren und Opfer der Katastrophe in Schutt gefangen zu retten helfen könnte, sagen Forscher.

Wissenschaftler suchen regelmäßig zur Natur für Inspiration beim Entwerfen von Robotern, mit der Hoffnung von Millionen von Jahren der Evolution zu lernen. Insbesondere die Forscher gemustert haben Roboter nach Insekten seit Jahrzehnten – immerhin Insekten sind einige der erfolgreichsten Tiere auf dem Planeten, bestehend aus rund 75 Prozent aller Tierarten bekannt für die Menschheit.

Robert Full, eine integrative Biologe an der University of California, Berkeley, und seine Kollegen oft verwenden Schaben, um ihre Roboterdesigns inspirieren. Zum Beispiel haben sie Maschinen entwickelt, die wie Kakerlaken können skitter an Hindernissen vorbei und verschwinden unter Felsvorsprüngen in der ein Wimpernschlag zu kopieren. [Siehe Video der Schabe-inspirierte Roboter quetschen durch Spalten]

Jetzt haben Forscher einen Roboter entwickelt, der imitiert wie Rotaugen eindringen können oder Räume durch Quetschen durch schmale Ritzen zu entkommen.

"Wir können uns vorstellen Schwärme dieser Roboter helfen, um gefangen in den Trümmern von Tornados, Erdbeben oder Explosionen, Überlebende zu finden" volle Leben Wissenschaft erzählte.

Zunächst nutzten die Wissenschaftler Hochgeschwindigkeitskameras, Film Kakerlaken durch schmale Schlitze. Fanden sie die Insekten durch Ritzen schlüpfen könnte etwa 1 / 8 Zoll (3 mm) Breite — die Höhe der zwei gestapelten Pfennige und nur ein Viertel der Stehhöhe von den Kakerlaken.

"Kakerlaken sind unglaublich gut in kleine Räume, durchkommen, so wir immer hatten ein Auge auf sie, um sicherzustellen, dass sie nicht aus unseren Experimenten zu entkommen", sagte voll.

Schaben sind in der Lage, durch enge Räume huschen durch spreizen ihre Beine auf die Seite und ihre Exoskeletons auf etwa die Hälfte ihrer ursprünglichen Größe komprimiert. Experimente komprimieren die Kakerlaken deuten darauf hin, dass die Insekten bis zu fast 900 mal ihr Körpergewicht ohne Verletzungen standhalten können, sagten die Forscher.

Überraschend, bewegte sich die Kakerlaken auch schnell durch beengte Räume, mit einer Geschwindigkeit von etwa 23 Zoll (60 Zentimeter) pro Sekunde. Diese Geschwindigkeit entspricht etwa 20 Mal die Längen ihrer Körper pro Sekunde, volle sagte, oder den Gegenwert von einer Person, die 5 Fuß und 8 Zoll (1,7 Meter) groß bewegen bei mehr als 75 mph (121 km/h).

Die Wissenschaftler säumten auch die Böden und Tops von Spalten mit Sandpapier zu sehen, wie Reibung beeinflusst die Kakerlaken Fähigkeit sich zu bewegen. Erhöhung der Reibung von der Decke nur verlangsamt die Kakerlaken; Erhöhung der Reibung des Bodens vorbei an einem gewissen Punkt auch die Insekten verlangsamt, aber reduzieren die Reibung des Bodens über einen bestimmten Punkt verlangsamt die Kakerlaken, auch, weil ihre Beine nicht ausreichend den Boden voll sagte greifen könnte.

"Dies ist eine neue Art der Fortbewegung, eine unerforschte Weise zu bewegen, dass wir Körper-Reibung nennen legged kriechen," volle sagte. "[Kakerlaken] haben keine Reibung überall auf ihren Körpern während sie, geschlossenen Räumen durchlaufen, wie etwas durch Wasser oder Boden bewegen könnte – sie haben nur die Reibung an der Decke und Boden entlang dem Rücken und Bauch."

Die Wissenschaftler entwickelt dann einen einfache, billigen und Palm-Size Roboter mit einer Kunststoffschale ähnlich wie die glatte, harte Flügel auf dem Rücken eine Kakerlake und weiche Beine, die nach außen spreizen könnte, wenn die Maschine zerquetscht wurde. Der Roboter namens CRAM-Abkürzung für kompressible Roboter mit artikuliert Mechanismen – konnte quetschen sich in und durch Spalten die Hälfte seiner Höhe laufen.

Voll darauf hingewiesen, dass Forscher nun die Entwicklung von Robotern inspiriert von Kraken, Würmer und Seesterne, die aus weichem, elastischem Kunststoff und Kautschuk. Diese weiche Roboter sind resistent gegen viele Arten von Schäden – und kann viele Hindernisse zu überwinden – die beeinträchtigen in der Regel schwer Roboter.

"Unsere Untersuchungen zeigen, dass obwohl Schaben starre, gegliederte Exoskelette haben, die Tatsache, dass sie durch scheinbar unüberwindliche Ritzen quetschen können vorschlagen, dass sie als sehr wirksame Modelle für die nächste Generation von Robotern, die weiche dienen", sagte voll. "Kakerlaken deuten darauf hin, dass man Roboter mit scheinbar festen Schalen, die noch in schmale Risse, während zur gleichen Zeit passte besitzen die Vorteile von gegliederte Extremitäten, wie läuft schnell, Klettern, springen und fliegen."

Voll und Studie Erstautor Kaushik Jayaram, an der Harvard University, detaillierte Erkenntnisse heute online (8. Februar) in der Zeitschrift Proceedings der National Academy of Sciences.

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