受攀缘植物启发：这种握爪能让自己缠绕物体

导读：据外媒报道，任何种过攀缘植物的人都知道，这种植物非常善于抓住细长的物体如绳子或竹竿。

据外媒报道，任何种过攀缘植物的人都知道，这种植物非常善于抓住细长的物体如绳子或竹竿。受这些植物的启发，一种新的机器人握爪可以用于处理小而精致的物品。“缠绕植物”的工作原理是发出触感灵敏的卷须然后将自己缠绕在遇到的任何东西上。佐治亚大学的一个研究小组开发了这种新型握爪，其使用了一个类似的机制。

这项研究的首席科学家、副教授Mable Fok说道：“我们尝试了不同的设计，但我们对结果不满意。然后我想起了几年前我在花园里种的豇豆。这种植物可以紧紧地抓住其他植物或绳子。所以我做了一些关于缠绕植物的研究，认为这是一个很好的大自然设计，值得我们去探索。”

据了解，3D打印的原型设备有一个由硅橡胶制成的植物卷须状圆柱形弹性体，里面有一个纵向运行的弹性脊柱。这种脊椎的核心部位有一个光纤传感器并被一个充满空气的气动通道环绕着。这个通道缠绕着脊椎，就像缠绕植物的卷须缠绕着一根绳子一样。

当光纤传感器检测到握爪跟物体接触时，它会提示一个连接的微型压缩机将空气泵入脊柱周围的通道。这使得握爪像开塞钻一样旋转，在这个过程中缠绕在物体上。

重要的是，传感器还能确定物体的直径和扭曲的角度。然后它会相应地调整进入气动通道的空气量从而决定握爪绕着物体旋转的力度--气压越高，扭转的力度就越大。一旦完成抓取任务，降低压力会使握爪伸直并释放物品。

Fok表示：“我们的机器人的缠绕动作只需要一个气动控制，这省去了多个气动控制之间复杂协调的需要从而大大简化了操作。由于我们使用了独特的缠绕运动，柔软的机械手爪在有限的区域能运作得很好且只需要很小的操作空间中进行。”

目前，这种装置已被用于处理诸如铅笔、画笔甚至是拉直的金属线回形针等物品。这项技术有望最终应用于处理娇嫩的植物、抓取易碎玻璃管中的样本以及执行机器人手术等任务。

相关研究报告已发表在《Optics Express》上。