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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

科普小知识2022-01-26 19:23:00
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据国外媒体报道,来自哈佛大学韦斯生物启发工程学院、哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)和纽约市立大学伯克分校的研究人员最近开发了一种超软机器人抓手,可以抓放水母和其他海洋动物而不会伤害它们。

海洋生物学家和其他科学家对水母的解剖和生理非常感兴趣,但是研究深海中的水母非常困难,因为它们身体的95%是水,像果冻一样脆弱。这使得收集和处理它们变得很困难,因为传统的机械手和它们坚硬的钢爪无法如此容易地抓住水母。

近年来,来自哈佛大学和其他科学研究机构的研究人员开发了一系列柔性抓具,可被深海潜水生物学家用来收集脆弱的海洋生物。不幸的是,许多种类的水母如此脆弱,以至于它们需要特别柔软的机器人抓手来抓它们。

根据哈佛团队的说法,这种新的超软抓手由六个“手指”组成,手指由扁平的意大利面状硅胶制成,内部有一个中空的通道,与一层柔软坚硬的聚合物纳米纤维粘合在一起。它们被连接到3D打印的塑料手掌上,并向其中抽水。当通道充满时,每个通道的压力仅为0.0455千帕。这不到眼睑压力的10%。

为了进行测试,研究小组开始在实验室水箱中使用人造硅胶水母来研究抓手的基本功能,以及它的捕捉精度、定位、最佳角度和速度。在新英格兰水族馆进行的测试中,抓手被用来捕捉和释放高尔夫球大小的水母,如海月水母和蓝色鲸脂水母。结果表明,抓手可以安全地捕获这些动物。

纽约大学伯克利分校的生物和环境科学教授大卫·格鲁伯说:“长期以来,海洋生物学家一直在寻找一种工具来复制人手的温柔,并与难以接近的环境中的水母等脆弱动物互动。”。“这个抓手是正在成长的软机器人工具箱的一部分。这有望使水下物种采集更加容易和安全。这将极大地提高数百年来一直未得到充分研究的动物研究的速度和质量,并让我们有机会更全面地了解构成我们海洋的复杂生态系统。”

研究结果发表在《科学机器人学》杂志上。