章鱼激发了机器人的新吸力机制

发布时间：2024-05-17 15:36:15 栏目：精选知识

导读 布里斯托大学的科学家开发了一种新型机器人吸盘，可以抓取粗糙、弯曲和沉重的石头。该团队位于布里斯托尔机器人实验室，研究了章鱼生物吸盘

布里斯托大学的科学家开发了一种新型机器人吸盘，可以抓取粗糙、弯曲和沉重的石头。



该团队位于布里斯托尔机器人实验室，研究了章鱼生物吸盘的结构，这种生物吸盘具有出色的自适应吸力能力，使它们能够锚定在岩石上。

在今天发表在《国家科学院院刊》杂志上的研究结果中，研究人员展示了他们如何能够创建多层软结构和人工流体系统来模仿生物吸盘的肌肉组织和粘液结构。

吸力是软体生物高度进化的生物粘附策略，以实现对各种物体的强力抓取。生物吸盘可以自适应地附着在岩石和贝壳等干燥的复杂表面上，这对于当前的人造吸盘来说极具挑战性。尽管生物吸盘的适应性吸力被认为是其软体机械变形的结果，但一些研究表明，吸盘内粘液分泌可能是帮助附着在复杂表面的另一个关键因素，因为它的高粘度。

主要作者Tianqi Yue解释说：“最重要的进展是我们成功地证明了机械构造(使用软材料来贴合表面形状)和液体密封(将水扩散到接触表面以改善表面形状)相结合的有效性。复杂表面上的吸力适应性。这也可能是生物有机体实现适应性吸力背后的秘密。”

其多尺度抽吸机构是机械构造和调节水封的有机结合。多层软材料首先在基材上产生粗糙的机械构造，将泄漏孔径减少到微米级。然后，根据物理模型，通过人工流体系统的调节水分泌来密封剩余的微米级孔径，从而使吸盘在不同的表面上实现较长的吸力寿命，但溢出量最小。

Tianqi 补充道：“我们相信所提出的多尺度自适应抽吸机制是一种强大的新型自适应抽吸策略，可能有助于开发多功能软粘附。

“当前的工业解决方案使用始终开启的气泵来主动产生吸力，然而，这些噪音大且浪费能源。

“众所周知，许多具有吸盘的自然生物，包括章鱼、吸盘鱼和鳉鱼、水蛭、腹足动物和棘皮动物等鱼类，可以利用其柔软的身体，在复杂的表面上保持超强的适应性吸力，而无需泵。结构”。

这些发现在工业应用方面具有巨大潜力，例如提供用于抓取各种不规则物体的下一代机器人抓手。

该团队现在计划通过在吸盘中嵌入传感器来调节吸盘的行为来构建更智能的吸盘。