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科學通常從自然界中汲取靈感,并嘗試在人工環境中借助技術來模仿自然特質。研究發現機器人受動物或某些植物的特征和功能啟發的情況比以往更多,機器人嘗試并模仿它們的特征以融合并執行分配的任務。
在過去的幾十年中,技術的進步一直在迅速發展。現在可以創建大多數自然元素的人工復制品。在創新方面,許多科學家仍然從大自然中汲取靈感。
最近,來自喬治亞大學工程學院的一組研究人員開發了一種新型的軟機器人抓爪。這種柔軟的機器人抓手的靈感來自四季豆。有關這項研究的詳細信息已發布在《光學快報》上。
四季豆和其他纏繞植物具有獨特的能力,可以將自身纏繞在繩索和桿之類的支撐物周圍,以便生長。這些植物能夠借助其觸敏芽來做到這一點。研究人員從中汲取了靈感,并開發了一種機器人,該機器人可以牢固,輕柔地抓住直徑小于1毫米的物體。
這項研究的主要作者和副教授Mable Fok說:“我們嘗試了不同的設計,但對結果不滿意,然后我想起了幾年前我在花園里種植的四季豆。”
這種植物可以緊緊地緊緊抓住其他植物或繩索。因此,我對纏繞植物進行了一些研究,并認為這是一種自然的好設計,可供我們探索。
除了霍夫(Mable Fok)之外,團隊還包括工程學博士候選人楊梅(Mei Yang)和劉寧(Ning Liu),研究計算機系統工程的本科生利亞姆·保羅·庫珀(Liam Paul Cooper)和工程學院的副教授王先橋(Xianqiao Wang)。
柔軟的機械手大約三英寸長,由硅樹脂制成。根據研究人員的說法,它可用于許多目的,尤其是在農業、醫學和研究等領域。它可以用于執行許多功能,例如選擇和包裝需要精細處理的農產品,例如植物和花卉。在進行實驗的過程中,它們還可以用于處理精密玻璃管中的研究樣品。
機器人的纏繞動作只需要一個氣動控制,從而消除了多個氣動控制之間的復雜協調,從而大大簡化了其操作。
由于使用獨特的纏繞運動,因此柔軟的機械手在狹窄的區域也能很好地工作,并且只需要很小的操作空間。
根據研究小組進行的研究,這種柔軟的機器人抓手能夠抓取鉛筆和畫筆等物體。它還可以抓住小的物品,例如拉直的回形針的細絲。它也被證明可以有效地顯示出較高的孿生傳感精度,精確的外部干擾檢測和出色的可重復性。
這種帶有嵌入式光纖傳感器的纏繞式軟機器人構成了更全面的軟機器人的基礎。具有更簡單的設計和控制絕對是優勢。