《PNAS》和《Nature Communications》仿章鱼和蜗牛的粘液真空吸附,赋予了机器人吸盘新的“超能力”

想象一下,如果机器人能够像章鱼一样牢牢吸附在粗糙崎岖的岩石上,或者像蜗牛那样在墙面上悠然负重爬行,那会是多么神奇的一幕!近日,布里斯托大学机器人实验室的Jonathan Rossiter教授课题组就为我们带来了这样的"超能力"!课题组的研究者从大自然中汲取灵感,学习了章鱼和蜗牛的"独门秘籍"------粘液真空吸附。他们发现,生物吸盘强大的真空吸附能力关键在于它们那神奇的粘液。于是,他们决定将这种粘液的力量"移植"到机器人身上,并成功用水模拟了生物粘液在吸盘中的增强作用。这项创新性的研究成果,以"Bioinspired multiscale adaptive suction on complex dry surfaces enhanced by regulated water secretion"和"Snail-inspired water-enhanced soft sliding suction for climbing robots"为题,分别发表在《PNAS》和《Nature Communications》上。论文第一作者为岳天奇博士,通讯作者为Jonathan Rossiter教授。

【章鱼吸盘大揭秘:机器人也能"吸"得牢!】

章鱼吸盘,听起来就让人联想到那强大的适应性吸附能力。但你知道吗,除了它们柔软的肌肉与表皮,粘液也起到了重要作用。粘液的高粘性可以极大降低真空的泄露速率,因此吸盘可以牢牢地固定在粗糙崎岖的物体表面。通过结合多层软材料和"人工水腺",研究者们设计了一种新型的水增强的机器人真空吸盘,它就像章鱼的吸盘一样,可以牢牢地吸在各种表面上。不仅如此,这个吸盘还有一个秘密武器------人工水腺的控制器。就像章鱼受神经调控的粘液分泌系统一样,人工水腺可以根据抓取面的材质调节分泌水的速度,来进一步增强吸盘的抓取能力。这样一来,机器人就能稳稳当当地吸住各种物体了!

图1:仿章鱼适应性真空吸附的工作原理。

【蜗牛爬墙新技能:机器人也能"滑"得溜!】

蜗牛,这个看似慢吞吞的小家伙,其实也有它的独门绝技------负重滑行。研究者们发现,其中的关键在于它那产生强大真空吸力的湿润的"肚子"。蜗牛腹部分泌的粘液可以消除与墙面的摩擦力,同时还能增强真空吸附的稳定性。因此,蜗牛不但可以轻松滑行,还可以在滑行的过程中保持强大的负载能力。研究者模仿了这一特点,设计出一种新型水增强的滑动真空吸附机制。这种机制使用水润湿吸盘底部,因此吸盘就可以像蜗牛的"肚子"一样,让负载11倍自重的机器人在天花板上如履平地。而且,这种机制还有一个好处------它的能耗极低,因为负重不会额外消耗能量。就像蜗牛在墙面上悠然爬行一样,机器人也能在表面上轻松穿梭了!

图2:仿蜗牛滑动真空吸附的工作原理。

【总结】

通过学习大自然中软体动物的独特吸盘技能,研究者们成功地赋予了机器人吸盘新的"超能力"。这些吸盘不仅能够使机器人稳稳当当地抓住不规则的物体,还能让机器人背负重物轻松滑行。或许在不远的将来,我们就能看到更多像这样拥有"超能力"的机器人了!

相关推荐
羊小猪~~7 分钟前
数据库学习笔记(十七)--触发器的使用
数据库·人工智能·后端·sql·深度学习·mysql·考研
摸爬滚打李上进24 分钟前
重生学AI第十六集:线性层nn.Linear
人工智能·pytorch·python·神经网络·机器学习
HuashuiMu花水木26 分钟前
PyTorch笔记1----------Tensor(张量):基本概念、创建、属性、算数运算
人工智能·pytorch·笔记
lishaoan7730 分钟前
使用tensorflow的线性回归的例子(四)
人工智能·tensorflow·线性回归
AI让世界更懂你38 分钟前
【ACL系列论文写作指北15-如何进行reveiw】-公平、公正、公开
人工智能·自然语言处理
牛客企业服务2 小时前
2025年AI面试推荐榜单,数字化招聘转型优选
人工智能·python·算法·面试·职场和发展·金融·求职招聘
视觉语言导航2 小时前
RAL-2025 | 清华大学数字孪生驱动的机器人视觉导航!VR-Robo:面向视觉机器人导航与运动的现实-模拟-现实框架
人工智能·深度学习·机器人·具身智能
**梯度已爆炸**2 小时前
自然语言处理入门
人工智能·自然语言处理
ctrlworks3 小时前
楼宇自控核心功能:实时监控设备运行,快速诊断故障,赋能设备寿命延长
人工智能·ba系统厂商·楼宇自控系统厂家·ibms系统厂家·建筑管理系统厂家·能耗监测系统厂家
BFT白芙堂3 小时前
睿尔曼系列机器人——以创新驱动未来,重塑智能协作新生态(上)
人工智能·机器学习·机器人·协作机器人·复合机器人·睿尔曼机器人