灵活如变色龙的舌头！澳洲「盘绕触手」有感官反馈能抓取本身220倍重物！

当“仿生学习”进入夹爪领域，柔性抓手会发生什么变化？

现在有这样一款抓手，它的灵感来源于变色龙的舌头，大象的鼻子，还有蛇盘旋的身体。

先简简单单的“盘”一根黄瓜：

别看它小巧玲珑，抓重物丝毫不慌，试试锤子：

死沉死沉的工具箱也能提起来：

与其叫它抓手，小编觉得它更像是一个灵活的触手，它由新南威尔士州医疗机器人实验室研发，能抓取的重量是其本身的220倍。新南威尔士州医疗机器人实验室是一个专门研究软机器人、可穿戴触觉和先进外科系统的团队，这项成果最近被发表在《Advanced Materials Technologies》上。

团队的领导者Thanh Nho Do博士表示“它格外适用于非结构环境，可以从狭窄的空间中取出物品。”

再也不用担心手机掉进床缝里取不出来了。

它的抓取力也是杠杠的，像蟒蛇一样，一旦缠上绝不松开：

这款灵活的螺旋柔性触手由四部分组成：纤维增强型软体驱动器、灵敏的接触式压阻传感器、超强负载能力的变刚度结构以及上下两层织物包装。

柔性抓取的核心——纤维增强型软体机器人技术

螺旋柔性触手的致动核心来源于中间层的软体驱动器：

软体驱动器由硅胶制成，通过液压驱动，可以提供伸展和扭转运动。如果没有外部纤维的约束，软体驱动器通会像气球一样膨胀起来。

因此，缠绕的纤维织物可有效的约束软体驱动器的膨胀，再配合特定的缠绕方式，使其产生螺旋形运动。此外，布套表面与柔软的有机硅弹性体和嵌入式力传感器层压在一起，可作为平坦的界面，显着增加抓手与物体之间的接触面积。

柔性传感，快速灵敏

螺旋柔性触手快速灵敏的秘诀，就在于它特殊的传感功能。

它使用了一种柔软，可拉伸且高度灵敏的接触传感器——共晶镓铟EGaIn。共晶镓铟其实是一种液态金属，具有高电导率和高热导率，可注入微流控通道形成稳定的传感结构。

研究人员将共晶镓铟注入导电管中制成传感器，对表面压力高度敏感，电阻可通过接触外部压力产生变化。

下面两张图可看出未抓取物体和抓取物体的不同电阻变化：

超强负载能力的变刚度结构

抓取物体的基本条件实现了，那如何保证抓取后不会掉落呢？

研究人员开发了一种基于相变材料的变刚度结构，具有超强负载能力。相变材料顾名思义，通过外部环境因素的影响，材料的相发生变化，形态也会转变。

材料采用了聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）医疗管，通过加热内部的不锈钢线圈，可以产生在玻璃态和橡胶态之间的巨大刚度变化。

最重要的一点是，这种结构的加热和冷却的循环时间非常快，仅需1分钟。

简单强大独一无二

目前我们看到的大多数机械抓手都采用了爪子或手的形式。

但带有向内弯曲的手指抓具可能受到多种方式的限制，当处理形状不同的物体时，他们无法抓握比抓具开口更宽的物体。

相比之下，盘旋触手是可伸缩的，这使它可以适应不同的物体形状。

视频戳下方：

新南威尔士州医疗机器人实验室的团队领袖Do博士认为：这款盘绕的“触手”是独一无二的，许多现有的软夹爪缺乏感官反馈和可调节的刚度功能，不能在易碎物品或狭窄的环境中使用它们。“我们的技术可以握住细长的物体，并从狭窄的狭窄空间中将它们取回，或者钩住物体上的孔以将它们捡起，例如杯子把手。”通过类似于象鼻的盘旋结构，许多问题都得到了解决。

该团队的下一步是实现全自动控制，并将其集成到现有的机械臂中，从而不再需要手动搬运较重的物体。

参考链接

https://www.medicalrobotics-lab.com/

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/admt.202000724

https://gizmodo.com/this-tongue-like-robot-gripper-can-slurp-its-way-into-t-1845620959

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