隨處可見的蟑螂也成為科學家研發機器人的仿生對象了!這種擅跑又能飛的昆蟲可以迅速移動進出極小縫隙,可用六足、四足、甚至只用兩隻後足行動,能高速攀爬和逆轉,具有優異的運動性,美國加州大學柏克萊分校(UC Berkeley)費林(Ronald S. Fearing)教授領導的研究團隊因此研發出仿生美洲家蠊(Periplaneta americana)的六足跑步微型蟑螂機器人VelociRoACH,結合撲翼式微型飛行器H2Bird成為一款具多種優異功能、可共同團隊合作的微型合體機器人,並已於2015年5月在2015 IEEE國際機器人與自動化大會(International Conference on Robotics and Automation,簡稱ICRA)發表。這項設計可解決微型飛行機器人受限於電池壽命,無法執行較長時間空中偵測任務的問題,若借助地面行動機器人運輸至定點後再起飛,可有效節省動力且延長飛行時間,同時能收集回傳空中和地面資料。
美洲家蠊又稱為美洲大蠊、美洲蟑螂、或美國蟑螂,屬於蜚蠊目(Blattaria或Blattodea)蜚蠊科(Blattidae),原本分布於美國和熱帶地區,目前已遍及包括臺灣的全球各地。本種為雜食性的有翅昆蟲,成蟲平均體長約4公分,發育期約半年至一年,壽命可長達一年至一年半。其適應力非常強且容易繁殖,生活於溫暖潮濕的室內或戶外環境,不僅族群數量龐大,且為室內常見的居家害蟲和衛生害蟲。1991年加州大學柏克萊分校的科學家(S. A. Shukolyukov)計算其步行或爬行的速度每小時可達5.4公里,等於50倍體長的距離,每秒約跑1.5-3公尺,相當於每小時能跑330公里的人類男性。依此於2013年研發的VelociRoACH堪稱跑最快的六足機器人,能以24 Hz的步幅頻率(stride frequency)運行高達每秒2.7公尺(等於27倍體長距離),相當於每小時移動9.72公里,甚至超越美洲家蠊的速度。
VelociRoACH的長、寬、高為10×6.5×4.2公分,重30公克(包括3.7 V,120 mAh電池),主體由3D列印的剛性結構核心組成,使用機載微控制器(ImageProc 2.5)計算和控制,6條直徑2.25公分的彈性C形足以聚氨酯橡膠(Smooth On PMC-790,polyurethane rubber,簡稱PU)製成,模仿美洲家蠊用三個支點同時支撐的「三腳架」步態(左前/右中/左後足和右前/左中/右後足兩組交替)行走,機體兩側以碳纖維框架加裝仿翅膀的矩形聚酯膜(聚對苯二甲酸乙二醇酯polyethylene terephthalate,簡稱PET)四連桿結構(長、寬為5×4公分,厚50μm)充當空氣動力穩定器(aerodynamic stabilizer),防止前後足力量所導致的偏轉和振動。它能夠快速穿越超過3.2公分高度(高於其臀部高度)的障礙物,也可在如小礫石(直徑小於1公分)地面的崎嶇地形有效移動,最大有效荷載為125公克,超過機體重量4倍。由於最大運作頻率時的功耗低,以最高速度運動時的電池壽命是27分鐘,能在水平地面跑4.43公里。