來(lái)自北卡羅來(lái)納州立大學(xué)的工程研究人員展示了一種新型的靈活的機(jī)器人抓手，它能夠在不打破蛋黃的情況下提起精致的蛋黃，并且精確到可以提起一根人類(lèi)的頭發(fā)。資料來(lái)源：北卡羅來(lái)納州立大學(xué)的Jie Yin

來(lái)自北卡羅來(lái)納州立大學(xué)的工程研究人員展示了一種新型的柔性機(jī)器人抓手，它能夠在不打破蛋黃的情況下提起精致的蛋黃，并且精確到可以提起一根人類(lèi)的頭發(fā)。這項(xiàng)工作在軟體機(jī)器人和生物醫(yī)學(xué)技術(shù)方面都有應(yīng)用。

這項(xiàng)工作借鑒了kirigami藝術(shù)，它涉及切割和折疊二維（2D）材料片，形成三維（3D）形狀。具體來(lái)說(shuō)，研究人員開(kāi)發(fā)了一種新的技術(shù)，包括使用kirigami將二維片材轉(zhuǎn)化為彎曲的三維結(jié)構(gòu)，方法是在大部分材料上切割平行的縫隙。三維結(jié)構(gòu)的最終形狀在很大程度上由材料的外部邊界決定。例如，一個(gè)具有圓形邊界的2D材料將形成一個(gè)球形的3D形狀。

關(guān)于這項(xiàng)工作的論文的第一作者、北卡羅來(lái)納州的博士生Yaoye Hong說(shuō)："我們已經(jīng)定義并演示了一個(gè)允許用戶(hù)逆向工作的模型，如果用戶(hù)知道他們需要什么樣的彎曲的三維結(jié)構(gòu)，他們可以使用我們的方法來(lái)確定他們需要在二維材料中使用的邊界形狀和縫隙模式。而且通過(guò)控制材料的推拉方向，可以對(duì)最終結(jié)構(gòu)進(jìn)行額外的控制。"

論文的通訊作者、北卡羅來(lái)納州立大學(xué)機(jī)械和航空航天工程系副教授Jie Yin說(shuō)："我們的技術(shù)比以前將二維材料轉(zhuǎn)化為彎曲的三維結(jié)構(gòu)的技術(shù)要簡(jiǎn)單得多，它使設(shè)計(jì)者能夠從二維材料中創(chuàng)建各種各樣的定制結(jié)構(gòu)。"

研究人員通過(guò)創(chuàng)造能夠抓取和提升從蛋黃到人的頭發(fā)的物體的抓手，證明了他們技術(shù)的實(shí)用性。

Yin說(shuō)："我們已經(jīng)表明，我們的技術(shù)可以用來(lái)創(chuàng)造能夠抓取和移動(dòng)甚至是極其脆弱的物體的工具。"

尹說(shuō)："傳統(tǒng)的抓取器牢牢地抓住一個(gè)物體--它們通過(guò)對(duì)它們施加壓力來(lái)抓住東西。當(dāng)試圖抓取脆弱的物體，如蛋黃時(shí)，這可能帶來(lái)問(wèn)題。但是我們的抓手基本上是圍繞著一個(gè)物體，然后把它抬起來(lái)--類(lèi)似于我們用手握住一個(gè)物體的方式。這使我們能夠在不犧牲精度的情況下'抓取'和移動(dòng)甚至是脆弱的物體。"

然而，研究人員指出，還有許多其他潛在的應(yīng)用，例如使用該技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)符合關(guān)節(jié)形狀的生物醫(yī)學(xué)技術(shù)，比如人類(lèi)的膝蓋。

Yin說(shuō)："想想看，智能繃帶或監(jiān)測(cè)設(shè)備能夠隨著你的膝蓋或肘部彎曲和移動(dòng)。"

Yin說(shuō)："這是概念驗(yàn)證工作，表明我們的技術(shù)可行。我們現(xiàn)在正在將這項(xiàng)技術(shù)整合到軟體機(jī)器人技術(shù)中，以解決工業(yè)挑戰(zhàn)。我們還在探索如何利用這項(xiàng)技術(shù)來(lái)創(chuàng)造可用于對(duì)人類(lèi)膝關(guān)節(jié)進(jìn)行保暖的設(shè)備，這將具有治療作用。我們?cè)敢馀c行業(yè)伙伴合作，探索更多的應(yīng)用，并找到將這種方法從實(shí)驗(yàn)室推向?qū)嶋H用途的方法。"

這篇題為 "邊界曲率引導(dǎo)的可編程形狀變形Kirigami片 "的論文將于1月26日發(fā)表在《自然通訊》雜志上。這篇論文的共同作者是北卡羅來(lái)納州立大學(xué)機(jī)械和航空航天工程系A(chǔ)ndrew A. Adams特聘教授Yong Zhu；以及北卡羅來(lái)納州立大學(xué)的博士生Yinding Chi, Shuang Wu, Yanbin Li。