壁虎吸附墙壁原理启发“壁虎抓手”的研究及其研究目的介绍

　　美国斯坦福大学研究人员28日报告说，受壁虎吸附墙壁原理启发，他们研制出一种能够抓住太空漂浮物体的机械抓手，有望用来清理回收威胁日益增大的太空垃圾。这项成果当天发表在新一期美国《科学·机器人学》杂志上。论文第一作者、斯坦福大学机械学院姜皓博士告诉新华社记者，近年来，太空垃圾数量迅速增长，导致现役卫星承受着越来越多的威胁，抓取并回收太空垃圾成为重要的研究方向。

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　　他们经5年研究研制出“壁虎抓手”，从原理上说可以抓取很多种形状、大小、材料的太空垃圾，如太阳能电池板、飞船舱体、燃料箱外壳、火箭外壳等。

　　姜皓解释说，壁虎吸附墙壁是靠它们脚上细微毛发与墙壁接触的分子间吸附力，他们研发的仿壁虎材料运用了相同原理，核心在于有方向的吸附力，也就是说这种材料在平时不粘，而当有切向力的时候就会牢牢吸住物体表面，整个过程几乎不需要进行按压。把两块这样的材料组合成一个抓手，使用时看起来“只是轻轻接触物体表面就能粘上去”。

　　目前，“壁虎抓手”原型机分为抓平面和抓曲面两类。抓平面原型机可以抓取任意大小的平面，抓曲面原型机可以抓0．6至2．2米直径的曲面。“真正应用在太空可以考虑使用尺寸可变化的抓手，或者根据具体应用要求来确定。”姜皓说。

　　研究人员在实验室、零重力飞机和国际空间站里进行的测试表明，“壁虎抓手”原型机能抓取并操作重达370千克的目标物体，也能抓取并操作质量不到300克的物体。轻的物体在零重力中很容易被推走，所以抓取小质量物体同样有必要进行测试。

　　此前，曾有人提出一些其他方案，比如使用一张大网或者磁铁，但这些方案都只停留在计划和仿真阶段。姜皓等人是最开始制作原型机并投入微重力环境中测试的团队。现在，他们正在开展的一个研究课题是探索太空垃圾表面的腐蚀情况，确定腐蚀问题对吸附能力的影响。此外，他们还计划在未来开展飞船舱外的实验。