美國北卡羅來納州立大學工程研究人員展示了一種新型機器人抓手，它極其靈活精確，能夠提起柔弱的蛋黃而不破壞它，且其精確度足以舉起一根頭發(fā)。這一成果適用于柔性機器人和生物醫(yī)學技術(shù)。
這種新型抓手借鑒了剪紙藝術(shù)，包括切割和二維(2D)折疊的方式，最后形成三維(3D)形狀。具體來說，研究人員開發(fā)了一種新技術(shù)，通過在大部分材料上切割平行狹縫，使用剪紙將2D片材轉(zhuǎn)換為彎曲的3D結(jié)構(gòu)。3D結(jié)構(gòu)的最終形狀在很大程度上取決于材料的外邊界。例如，具有圓形邊界的2D材料將形成球形3D形狀。
研究人員表示：“我們定義并展示了一個允許用戶向后工作的模型。如果用戶知道他們需要什么樣的彎曲3D結(jié)構(gòu)，就可以用這種方法來確定他們在2D材料中所用的狹縫的邊界形狀和圖案。通過控制材料被推或拉的方向，可對最終結(jié)構(gòu)進行額外的控制。”
新技術(shù)比以前將2D材料轉(zhuǎn)換為彎曲3D結(jié)構(gòu)的技術(shù)要簡單得多，它允許設(shè)計師從2D材料創(chuàng)建各種定制結(jié)構(gòu)。
研究人員制造的新型抓手能夠抓取和提升蛋黃、人類頭發(fā)等物體，體現(xiàn)了該項技術(shù)的實用性。
研究人員表示，“傳統(tǒng)的抓手牢牢抓住物體，它們通過向物體施加壓力來抓取物體。當試圖抓住易碎的物體(例如蛋黃)時，可能會造成問題。但我們的抓手本質(zhì)上是圍繞一個物體，然后將其舉起，類似于將雙手抱在一個物體上的方式。這使我們能夠在不犧牲精度的情況下‘抓握’和移動精細的物體”。
研究人員還在探索如何使用這種技術(shù)來制造對人體膝蓋加溫的設(shè)備，這具有潛在的治療應(yīng)用價值。(張夢然)
