科学通常从自然界中汲取灵感,并尝试在人工环境中借助技术来模仿自然特质。研究发现机器人受动物或某些植物的特征和功能启发的情况比以往更多,机器人尝试并模仿它们的特征以融合并执行分配的任务。


在过去的几十年中,技术的进步一直在迅速发展。现在可以创建大多数自然元素的人工复制品。在创新方面,许多科学家仍然从大自然中汲取灵感。


最近,来自乔治亚大学工程学院的一组研究人员开发了一种新型的软机器人抓爪。这种柔软的机器人抓手的灵感来自四季豆。有关这项研究的详细信息已发布在《光学快报》上。


以四季豆为灵感的柔性机器抓手,能轻松抓住直径小于1毫米的物体


四季豆和其他缠绕植物具有独特的能力,可以将自身缠绕在绳索和杆之类的支撑物周围,以便生长。这些植物能够借助其触敏芽来做到这一点。研究人员从中汲取了灵感,并开发了一种机器人,该机器人可以牢固,轻柔地抓住直径小于1毫米的物体。


这项研究的主要作者和副教授Mable Fok说:“我们尝试了不同的设计,但对结果不满意,然后我想起了几年前我在花园里种植的四季豆。”


这种植物可以紧紧地紧紧抓住其他植物或绳索。因此,我对缠绕植物进行了一些研究,并认为这是一种自然的好设计,可供我们探索。


除了霍夫(Mable Fok)之外,团队还包括工程学博士候选人杨梅(Mei Yang)和刘宁(Ning Liu),研究计算机系统工程的本科生利亚姆·保罗·库珀(Liam Paul Cooper)和工程学院的副教授王先桥(Xianqiao Wang)。


柔软的机械手大约三英寸长,由硅树脂制成。根据研究人员的说法,它可用于许多目的,尤其是在农业、医学和研究等领域。它可以用于执行许多功能,例如选择和包装需要精细处理的农产品,例如植物和花卉。在进行实验的过程中,它们还可以用于处理精密玻璃管中的研究样品。


机器人的缠绕动作只需要一个气动控制,从而消除了多个气动控制之间的复杂协调,从而大大简化了其操作。


由于使用独特的缠绕运动,因此柔软的机械手在狭窄的区域也能很好地工作,并且只需要很小的操作空间。


以四季豆为灵感的柔性机器抓手,能轻松抓住直径小于1毫米的物体


根据研究小组进行的研究,这种柔软的机器人抓手能够抓取铅笔和画笔等物体。它还可以抓住小的物品,例如拉直的回形针的细丝。它也被证明可以有效地显示出较高的孪生传感精度,精确的外部干扰检测和出色的可重复性。


这种带有嵌入式光纤传感器的缠绕式软机器人构成了更全面的软机器人的基础。具有更简单的设计和控制绝对是优势。


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