如果你曾抓过鱼,就知道人类抓湿滑表面的能力很差。事实上,有科学家认为,我们的手指之所以会起皱,就是为了在水下操作物体。
在一项新研究中,研究人员发明了一种模仿章鱼吸盘以提高抓握力的手套。该装置的吸力可以自动激活,并能拾取各种形状和尺寸的物体。它可以帮助救援潜水员抓住遇难者,考古学家找回文物,以及工程师改进水下建设。
弗吉尼亚理工大学的联合作者迈克尔·巴特利特在一份新闻稿中说:“它使得处理湿的或水下物体变得更加容易和自然。”
模仿章鱼触手
“章鱼手套”可根据需要进行吸附和释放,产生的粘合压力高达 60 kPa。它可以在 50 毫秒内启动和关闭,这比其他手动控制的粘合设备更快、更具适应性。
巴特利特在新闻稿中说:“手套能够完成抓握工作。这一切都可以由用户无需按动任何按钮来完成。”
微小的激光雷达传感器能感知物体靠近并触发吸力。这类似于一些汽车用于导航障碍物和向驾驶员发出潜在碰撞警告的技术。当物体足够近时,它会像马桶吸盘一样将吸盘向上拉动,产生负压。
研究人员表示,这种传感器-吸力系统模仿了章鱼的神经肌肉控制。“通过将柔软、响应灵敏的粘合材料与嵌入式电子设备相结合,我们无需挤压就能抓握物体,”巴特利特在新闻稿中说。
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带有章鱼吸盘的独特手套
仅一个传感器-吸力单元就足以提起玩具和勺子等小物体。但章鱼的所有触手上可能有超过 2000 个吸盘。当所有吸盘都吸附时,很难松开它们的抓握力。同样,“章鱼手套”也可以同时部署多个吸盘。利用多个吸盘,它可以拾取盘子、盒子和碗等较大的物体。它对不同表面具有极强的适应性:硬或软,圆形或平面。
弗吉尼亚理工大学的联合作者拉维·图蒂卡在新闻稿中说:“这些能力模仿了头足类动物先进的操纵、感知和控制能力,并为能够可靠操纵各种水下物体的合成水下粘合皮肤提供了一个平台。”
研究人员表示,这仅仅是章鱼启发式可穿戴设备的开端。未来,他们可以更换激光雷达传感器,用化学或机械传感器来只抓取特定类型的物体。而且它的应用也不限于水下。例如,该设备可以在医疗保健领域帮助那些握力较弱的人,或者在制造业中组装湿的物体。研究人员希望 3.3 亿年的进化能够为当今的技术问题提供解决方案。
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