受水母啟發的機器人比自然的同行游得更好

 

　　北卡羅來納州立大學機械和航空工程學助理教授杰因（Jin Yin）說：“我們以前的工作集中在制造受獵豹啟發的軟機器人上，盡管它們非常快，但它們的內脊仍然堅硬。”關于新作品的論文。“我們想制造 個沒有內脊的完全軟的機器人，它仍然利用在兩個穩定狀態之間切換的概念，以使軟機器人更強大，更快速地運動。而我們受到啟發的動物之 是水母。”

 

　　研究人員使用相同彈性聚合物的兩個粘合層創建了他們的新軟機器人。 層聚合物被預應力或拉伸。第二層沒有預應力，并包含空氣通道。

 

　　尹說：“我們可以通過將空氣泵入通道層來使機器人'彎曲'，而我們可以通過控制預應力層的相對厚度來控制彎曲的方向。”

 

　　運作方式如下。當與第三無應力層（稱為中間層）組合時，預應力層要沿特定方向移動。例如，您可能有 塊聚合條，它已通過向兩個方向拉動而被預加應力。將預應力材料附著到中間層后， 終結果將是 個想要彎曲的雙層條，就像皺著眉頭的臉 樣。如果該雙層條帶（也稱為預應力層）比帶有空氣通道的層薄，那么當空氣被泵入通道層時，皺眉曲線將彎曲成微笑曲線。但是，如果預應力層的厚度比通道層的厚度大，則當空氣被泵入通道層時，皺眉會變得越來越明顯。無論哪種方式， 旦允許空氣離開通道層，

 

　　實際上，這個簡單的示例描述了由研究團隊創建的 種軟機器人，即快速移動的軟履帶。它像 個幼蟲在ing縮身體，然后向前跳躍，迅速釋放出儲存的能量。

 

　　水母機器人稍微復雜 點，將預應力的盤狀層沿四個方向拉伸（考慮將其同時向東和向西拉，然后同時向南和向北拉）。通道層也不同，由環形空氣通道組成。 終結果是 個看起來像水母的圓頂。

 

　　當水母機器人“放松”時，圓頂像 個淺碗 樣彎曲。當空氣被泵入通道層時，圓頂迅速彎曲，將水推出并向前推動。在實驗測試中，水母機器人的平均速度為每秒53.3毫米。考慮到研究人員檢查的三種水母沒有 個比平均每秒30毫米快，這還不錯。

 

　　 后，研究人員創建了 個三叉抓地機器人-帶有扭曲。大多數抓手在“放松”時會張開，并需要能量才能將其提起并從A點移動到B點。但是，Yin和他的合作者使用預應力層來創建抓手，其默認位置為緊握狀態關閉。打開夾持器需要能量，但是 旦夾持器就位，夾持器便會返回其“靜止”模式-保持貨物緊緊。

 

　　尹說：“這樣做的好處是，在運輸過程中不需要能量來固定物體，這樣效率更高。”