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小小的「機器蟲」,水面起跳!


這是一隻小小的「機器蟲」,它不僅能在水面上行走,還能跳起來:



小小的「機器蟲」,水面起跳!


這個小機械是研究者們模仿水黽設計的,水黽這類的小昆蟲就以能在水面上輕鬆行走跳躍的特性為人所知。研究者們首先用高速攝影記錄觀察了水黽在水面上跳躍的動作,然後仿照類似的樣子,製作了上面我們所看到的這個小機械。在這裡,這隻「機器蟲」也同樣有著細長的腿和輕盈的身體,並通過形狀記憶合金做成的彈簧裝置提供起跳動力。


小機械和真的水黽的對比圖:



小小的「機器蟲」,水面起跳!


這些小昆蟲和小機器可以在水面上行動,這主要得益於水的表面張力。簡單理解的話,可以認為水和空氣的界面就像是一層具有收縮趨勢的「橡皮膜」,當小蟲的腳向下壓這層膜時,彎曲的膜產生回縮趨勢,由此會帶來一個向上的力,將它們托住。(更多閱讀:http://www.guokr.com/article/442044/ )


為了能在水面上起跳,這個小機器要滿足以下這些條件:


它要足夠輕也足夠小,因為表面張力的作用只有這時候才會很明顯。這個小裝置只有68mg,這隻相當於表面張力所能支撐最大重量的6%。


它的「腳」要是疏水的,這樣才能向下壓水面而不「陷入」水裡。


此外,它的腿既要足夠有力,但又不能用力過猛。在起跳時,「腿」會首先向下壓水面,讓水面彎曲得更厲害。但如果速度太快,就會「戳破」水面,這時向上跳的過程就會受到很多阻力。

這些小機器的腿只有5厘米長,但它們可以跳起14厘米以上的高度。據報道說,這種類型的小機器人設計將來或許可以用在環境監測上面。


2015年的時候,這個小傢伙上了Science,原論文是這裡:http://science.sciencemag.org/content/349/6247/517



小小的「機器蟲」,水面起跳!


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