機(jī)械手在雞蛋的上表面進(jìn)行伸展和捏取特寫。資料來源：斯坦福生物仿生學(xué)和靈敏操縱實(shí)驗(yàn)室

設(shè)計機(jī)器人手的主要挑戰(zhàn)之一是賦予它足夠的操作靈活性，以便它能夠抓取不同大小和重量的物體。例如，人形機(jī)器人手一般能提供更多的精度和細(xì)膩度，但在提升重物時卻沒有優(yōu)勢。與人類的手不同，一個機(jī)器人抓手不太可能做到這兩點(diǎn)，一個關(guān)鍵的挑戰(zhàn)仍然隱藏在中間地帶。

美國斯坦福大學(xué)的工程師們已經(jīng)開發(fā)出一種實(shí)驗(yàn)性的新壁虎啟發(fā)的FarmHand，能夠同時做到這兩點(diǎn)。

FarmHand得益于兩種生物的靈感。雖然多關(guān)節(jié)的手指讓人聯(lián)想到人類的手--盡管是四指的--但手指的頂部有壁虎啟發(fā)的粘合劑。這種抓地力強(qiáng)但不粘的材料是根據(jù)壁虎腳趾的結(jié)構(gòu)設(shè)計的。就像壁虎的腳趾一樣，壁虎粘合劑通過微觀的皮瓣形成了一個強(qiáng)大的固定。當(dāng)與表面完全接觸時，這些瓣膜會產(chǎn)生一種范德瓦爾斯力--一種弱的分子間力，由分子外部電子位置的微妙差異導(dǎo)致。因此，這些粘合劑可以有力地抓緊，但需要很少的實(shí)際力量來做到這一點(diǎn)。此外，它們摸起來沒有粘性，也不會留下殘留物。

大驚小怪的是，壁虎粘合劑必須以一種特定的方式與表面連接，以激活范德瓦爾斯力。當(dāng)它們被平穩(wěn)地涂在一個平面上時，這很容易控制，但當(dāng)一個抓手依賴于多個壁虎膠貼以不同角度接觸一個物體時，就難得多了，比如farmHand。

在粘合劑下面，farmHand的指墊有助于解決這一挑戰(zhàn)。它們是由一個可折疊的肋骨結(jié)構(gòu)制成的，即使是少量的力也會扣住。無論接觸的位置或角度如何，肋骨都會持續(xù)扣動，以確保膠墊受力均勻，防止任何一個膠墊過早滑落。這既最大限度地減少了物品受損的機(jī)會，也降低了物品從手掌中滑落的可能性。

在他們的測試中，研究人員證明farmHand能夠處理各種各樣的物品，包括生雞蛋、成串的葡萄、盤子、液體罐、籃球，甚至是角磨機(jī)。

對farmHand的進(jìn)一步改進(jìn)可能以反饋功能的形式出現(xiàn)，這將幫助用戶了解它是如何抓握的，以及在使用時如何能抓得更好。研究人員也在考慮他們的工作的商業(yè)應(yīng)用。