这种受七鳃鳗启发的新型机器人抓手可以在陆地和水下举起自身重量 850 倍的物体

鱼嘴激发了新型两栖机器人抓手的灵感。

来源:ZME科学

七鳃鳗的嘴启发了一种新型吸力装置,可以在空气中和水下抓取。该设计旨在解决机器人技术中一个长期存在的问题:普通吸盘在粗糙、多孔和潮湿的表面上失去了吸附力。

“在复杂的跨媒体环境中,现有的依恋机制面临着巨大的物理限制,”通讯作者于俊志在一份声明中说。 “传统吸盘很容易在水下因液体冲洗而失效,或者在粗糙表面上失去真空密封。我们需要一种统一的机制,能够突破环境介质和表面形态的双重障碍。”

然而,七鳃鳗并不仅仅依靠吸力。它的口腔盘结合了柔软的唇部和坚硬的角化齿状结构,形成密封,捕捉微小的表面特征。

因此,研究人员构建了一个遵循相同计划的机器人版本。该团队制造了一个圆盘,边缘周围有柔软的硅胶边缘,核心由形状记忆聚合物(SMP)制成,这种材料会随着温度的变化从柔软变为坚硬。

当加热到略高于 33°C 时,聚合物软化成橡胶态。然后真空压力将其拉入目标表面上的微小孔隙和缝隙中。当热量关闭时,材料再次硬化,保持形状并将其自身锁定到位。

“这种混合机制成功地将粘附强度与连续真空维护脱钩,”Yu 说。 “即使外部真空系统出现故障,或者在极其粗糙的表面上出现轻微漏气,硬化 SMP 的物理互锁也可以让设备在超长时间内保持高度安全的抓握力。”

混合握把

许多机器人夹具只能在狭窄的条件下正常工作,因为标准吸力需要光滑的密封。其他仿生粘合剂可能会在水下或不规则的纹理上挣扎。

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