灵感来自章鱼的自适应式水凝抓手,能够操纵超软物体
Yixian Wang1,2, Desheng Liu3, Danli Hu1
1State Key Laboratory of Solid Lubrication, Lanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou, 730000, People's Republic of China.
Nano-micro letters
|August 19, 2025
概括
受章鱼的启发,这项研究开发了一种新的水凝软抓柄,用于轻柔的水下操纵. 这种生物抓手可以轻柔地处理脆弱的食物,并帮助水下机器人.
科学领域:
- 仿生学和软机器人技术
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 海洋技术 海洋技术
背景情况:
- 章鱼在水下操纵物体时表现出了非凡的灵活性,他们使用灵活的手臂和吸管.
- 现有的软抓器在微妙的水下任务中所需的温和稳定的粘合力方面扎.
- 章鱼吸器的 infundibulum 结构和触角的灵活性为先进的抓设计提供了一个模型.
研究的目的:
- 为了开发一种由章鱼解剖学启发的新型液压驱动的水凝软抓手.
- 为了实现适应性的机动性和柔和的,可切换的粘合力,用于水下应用.
- 为了证明抓手在处理脆弱物体和协助水下机器人的能力.
主要方法:
- 键介导的超分子凝与聚合3D打印的合.
- 一个具有可调节曲率膜,负压腔和气动室的生物水凝吸水器的设计.
- 液压驱动器用于控制抓手的运动和粘附.
主要成果:
- 开发的水凝软抓手成功地展示了温和可靠的粘附.
- 抓手能够抓住脆弱的食物物品,如卵黄和豆腐在水下.
- 概念验证的应用包括水下机器人和车辆的站点维护和爬行.
结论:
- 这项研究提出了一种改造性的策略,用于设计由章鱼生物学启发的新型软抓手.
- 水凝软抓手为水下勘探和软机器人提供了有前途的实用设施.
- 适应性的机动性和温和的粘附能力解决了当前软抓柄技术的关键挑战.
