【科学强国】触手机器人也内卷？设计巧思来自“水母”

近日，哈佛大学工程与应用科学学院（SEAS）一项关于触手机器人灵巧精确抓物的研究引发了热议。触手机器人是一种能够以最少的规划和感知适应一系列复杂物体的抓取策略。单独的触手或细丝很弱，但细丝集合在一起可抓住并牢固地固定沉重和形状奇特的物体。

这项设计的灵巧构思来自于海洋中的水母，研究人员模仿水母捕获猎物的方式，设计出这组细长的触手来缠绕和诱捕物体。

机器人在抓起物体 图片来源：原论文

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研究人员通过实验来测试该机械手的抓取效果。它需要抓起一系列的物体，包括各种家庭植物和玩具等。此前，大多数机械手依靠的是嵌入式传感器和复杂的反馈回路，但这一款机器更加简捷，通过一系列丝状的抓手来缠绕和捕获物体——单独一个丝状抓手是很脆弱的，于是便把多个抓手集合在一起。

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这款机械手通过简单的调节气压控制其形态，不需要感应、规划或反馈控制就能缠绕和抓取物体。很多网友还形象地称这个触手机器人为火鸡面机器人，触手机器人多条流线型触手集合在一起，的确与火鸡面十分相像。

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图片来源：原论文

相关论文以题为《主动纠缠实现了随机的、拓扑的抓取方式》发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

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这款机器的丝状机械手由多条一英尺（约为 30 厘米）长的中空橡胶管构成。由于管子两侧的橡胶厚度不同，所以当管子被加压时，这些抓手就会像自来卷的头发一样弯曲。虽然集体丝状抓手的固定能力很强，但单个抓手的接触能力都很弱，所以即使是最脆弱的物体也不会被损坏。如果要释放物体，只需要对管子减压。

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论文第一作者Kaitlyn Becker说：“我们想通过这项研究重新构建人类与物体之间的互动方式。”软体机械手的顺应性结构能够帮助它灵活弯曲，附着到各种各样的物体上。这项研究为机械手的设计提供了新的创意，研究人员设想该机器人可以处理水果或玻璃器皿等易碎的物品，或用于医疗用途。

（原论文链接https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2209819119）

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