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科学家研发出超软机器人抓手 可用于安全捕获水母

2019/09/10 作者:陶宗瑶 来源:cnBeta.COM 点击:

  摘要:据外媒报道,来自哈佛大学韦斯生物启发工程研究所、哈佛JohnA.Paulson工程与应用科学学院(SEAS)和纽约市立大学柏鲁克

  据外媒报道,来自哈佛大学韦斯生物启发工程研究所、哈佛John A.Paulson工程与应用科学学院(SEAS)和纽约市立大学柏鲁克分校的研究人员近日开发出了一种超柔软的机器人抓手,可以在不伤害水母和其他海洋动物的情况下抓住和释放它们。

科学家研发出超软机器人抓手 可用于安全捕获水母

  海洋生物学家和其他科学家对水母的解剖学和生理学十分感兴趣,但是在深海中研究水母是很棘手的,因为它们的身体里95%都是水分,就像果冻一样脆弱。这使得收集和处理它们变得困难,因为传统的机器人操纵器及其坚硬的钢爪并不能如此轻易地抓住水母。

  近年来,哈佛大学和其他科研机构的研究人员开发出了一系列的柔性抓手,可以通过深潜水生物学家用来收集容易受伤的海洋生物。不幸的是,许多种类的水母都是如此脆弱,抓住它们需要特别柔软的机器人抓手。

  根据哈佛团队的说法,新的超软抓手由六个“手指”组成,这些“手指”由平面的面食状硅胶制成,内部有一个中空通道,粘合在一层柔韧而坚硬的聚合物纳米纤维上。它们连接到3D打印的塑料手掌上,将水泵入其中。当通道填满时,每个通道的压力仅为0.0455 kPA。这不到人眼睑压力的10%。

  为了进行测试,该团队开始在实验室水箱中使用人工硅胶水母来研究抓手的基本功能,以及其捕获水母的精度,定位以及最佳角度和速度。在新英格兰水族馆进行的测试中,抓手被用于捕捉和释放高尔夫球大小的海月水母,蓝鲸脂水母等水母,结果表明抓手可安全捕获这些动物。

  “海洋生物学家长期以来一直在寻找一种复制人类手部温和性的工具,与来自难以接近的环境中的水母等微妙动物相互作用,”纽约市立大学柏鲁克分校生物与环境科学教授David Gruber说道。“这种抓手是不断增长的软体机器人工具箱的一部分,它有望使水下物种收集变得更容易和更安全,这将极大地提高对数百年来研究不足的动物的研究速度和质量,给我们一个更全面地了解构成我们海洋的复杂生态系统的机会。”

  该研究成果发表在《Science Robotics 》杂志上。

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