一部关于头足类动物智慧的纪录片《我的章鱼老师》启发了一个工程师团队，让他们创造出能够抓取和释放具有粗糙不规则表面的物体的材料。这些新颖的材料具有多种潜在用途——从帮助残疾人更好地抓取物体，到制造用于水下清理的机器人——这些都已在《高级科学》的一份报告中呈现。
弗吉尼亚理工大学的首席研究员和工程学教授Michael Bartlett记得影片中的一个关键场景：一只章鱼藏在海底，被它用吸盘吸附的岩石和贝壳覆盖着。当一个潜水员靠近时，这只动物会立即释放这些物品并逃走。
“这种能够牢牢抓住某物，然后几乎瞬间将其释放的能力，正是引起我们对章鱼能力的关注之处，”Bartlett 说。
章鱼抓握的工程学原理
Bartlett 的研究小组经常从大自然中汲取灵感。他的小组已经设计出具有柔性表皮的设备，以及模仿壁虎的粘合剂。
“大自然有许多非常强大的解决方案来解决特定的问题，”Bartless 说。“我们思考仿生工程的方法是真正地观察一个生物体，理解该生物体是如何执行这项功能的。”
从章鱼的启发转移到抓握应用的最大挑战在于研究吸盘如何能够如此牢固地吸附在不规则表面上。他们之前与吸附脚的壁虎合作的经验证明，他们可以开发出能够吸附在平坦光滑表面的材料。而实现同样的效果，吸附在粗糙不规则表面上，则是一个更大的挑战。
章鱼的许多惊人之处中，有一点极大地推动了这项工作，那就是章鱼拥有多达 2000 个吸盘，每个吸盘都可以单独控制。研究人员将注意力集中在吸盘的结构上，很快就被吸盘的外环所吸引。他们注意到那里有一个弯曲的、扁平的结构，称为漏斗。
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理解自然以解决问题
接下来，该团队通过设计一种带有可快速改变形状的膜尖端的柔性柄，对该结构进行了逆向工程。在实验中，研究人员在注满水的鱼缸底部构建了各种形状、大小和纹理的岩石堆。
该材料的成功验证了 Bartlett 的自然启发式工程努力。
“如果我们能理解大自然使用的机制，就能更好地进行工程设计，更好地利用科学来创造解决极具挑战性问题的方案，”他说。
然而，尽管这种新材料很有前景，但它仍然不如章鱼的触手和吸盘有效。
“这是朝着创造用于水下或潮湿物体附着和释放的令人兴奋的能力迈出的一步，”Bartlett 说。“但仍有更多工作要做。”
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Advanced Science. 受章鱼启发的吸附剂，可切换吸附在具有挑战性的水下表面
弗吉尼亚理工大学的首席研究员和工程学教授 Michael Bartlett
在加入Discover Magazine之前，Paul做了20多年的科学记者，专注于美国生命科学政策和全球科学职业问题。他的职业生涯始于报纸，后来转向科学杂志。他的作品曾出现在《科学新闻》、《科学》、《自然》和《科学美国人》等出版物上。
