(相關(guān)資料圖)

受章魚(yú)啟發(fā)設(shè)計(jì)的手套在實(shí)驗(yàn)室中拾取水下的各種物體

圖片來(lái)源：美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)

美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)邁克爾·巴特利特領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)受章魚(yú)的啟發(fā)，開(kāi)發(fā)出一種章魚(yú)仿生手套，能夠牢牢抓住水下物體。他們的研究被選為13日《科學(xué)進(jìn)展》的封面。

任何曾試圖在水中抓住游動(dòng)的魚(yú)的人都知道，人類(lèi)在陸地上游刃有余的手指很難抓住水下物體。機(jī)械工程系助理教授巴特利特表示，大自然中，章魚(yú)強(qiáng)大的粘合力是其靈感來(lái)源。

章魚(yú)，又稱(chēng)八爪魚(yú)，是地球上最獨(dú)特的生物之一。它們的八只手臂可以在水生環(huán)境中抓住無(wú)數(shù)物體。這些手臂上覆蓋著由肌肉和神經(jīng)系統(tǒng)控制的吸盤(pán)，每個(gè)吸盤(pán)形狀像柱塞的末端，提供了強(qiáng)大的抓取能力。在吸盤(pán)的寬闊外緣與物體形成密封后，肌肉收縮并放松邊緣后面的杯狀區(qū)域，以增加和釋放壓力。當(dāng)許多吸盤(pán)貼住物體時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一種強(qiáng)力黏合劑。

研究人員表示，章魚(yú)可根據(jù)需要迅速激活和釋放黏合劑，還可通過(guò)處理不同的化學(xué)和機(jī)械傳感器的信息，控制著八只手臂上的2000多個(gè)吸盤(pán)。

此次，研究人員設(shè)計(jì)了一種可發(fā)揮與章魚(yú)吸盤(pán)相同功能的手套，稱(chēng)為“八爪手套”（Octa-glove）。

通過(guò)將柔軟的、響應(yīng)性強(qiáng)的黏合材料與嵌入式電子設(shè)備（一組微型激光雷達(dá)光學(xué)接近傳感器）相結(jié)合，研究人員使手套成功模擬了章魚(yú)的神經(jīng)和肌肉系統(tǒng)。只需要將手套移向一個(gè)物體，它就會(huì)對(duì)物體進(jìn)行抓取。整個(gè)過(guò)程中，佩戴者無(wú)需進(jìn)行任何按鈕操作。

在測(cè)試中，研究人員利用手套迅速撿起和釋放平板物體、金屬玩具、圓柱體、曲柄勺子，以及超軟的水凝膠球。通過(guò)重新配置傳感器網(wǎng)絡(luò)以利用所有傳感器進(jìn)行物體檢測(cè)，他們還能夠抓取更大的物體，如盤(pán)子、盒子和碗。由硬質(zhì)和軟質(zhì)材料組成的扁平、圓柱形、凸面和球形物體被黏附并抓起，即使用戶沒(méi)有通過(guò)抓握來(lái)拾取物體。

研究人員表示，將來(lái)這種手套可能在水下抓取軟機(jī)器人領(lǐng)域派上用場(chǎng)，也能用于相關(guān)輔助技術(shù)和醫(yī)療保健中，以及在組裝和操控潮濕物體時(shí)發(fā)揮作用。（張佳欣）