介绍
一种新型软体机器人结构最近再次出现在《科学》杂志旗舰刊物《科学机器人》的封面上。由韩国首尔国立大学、葡萄牙里比科夫-尼格勒基金会和美国哈佛大学的学者组成的研究小组提出了结合折纸和气动的气软机器人技术，其灵感来自于一种叫做“吞咽鳗鱼”的鱼。能够产生前所未有的极端变形的软机器人结构被称为“双模态”可变形折纸结构。基于该结构，研究团队制作了一系列软体机器人，包括仿生吃鳗鱼机器人、仿生触手、爬行机器人和软体机械臂，展示了“双模式”可变形折纸的潜在应用价值结构。
作者雷迪克
新型软体机器人技术登上《科学机器人》杂志封面
“双重模式”，一种受吞咽鳗鱼启发的改良折纸结构
在天然的大海里，有一种奇怪的鱼，叫做“吞鳗”。乍一看，它就像一条普通的鳗鱼，但当你张开它的嘴时，你一定会感到惊讶。鳗鱼的嘴可以张大，吞下比自己身体大几倍的猎物。极度扩张后，嘴巴变得像气一样圆，这是由于鱼嘴的特殊结构所致。
鳗鱼嘴
吞鳗鱼嘴变形动画
小编读了文章发现，鳗鱼嘴的变形原来是通过两种不同的模式来实现的，包括“基于头骨的几何膨胀”和“弹性皮肤的拉伸膨胀”。这两种变形模式使得鳗鱼的嘴可以从非常小的变形状态转变为非常极端的变形状态。
研究人员基于这种变形模式提出了一种新型软体机器人折纸结构。这种结构首先以框架为基础展开折纸，然后拉伸、膨胀以达到极限变形。他们将这种结构称为“双峰”变形折纸结构。与传统的折纸结构或气动软体机器人相比，“双模”结构可以说融合了两者的优点。根据具体的折纸结构，从极小的体积初始状态转变为极端的最终状态。转变发生了。
鳗鱼吞咽口的转化分析
首先，我们将展示论文中研究团队创造的一些软体机器人，供大家欣赏。
吃仿生鳗鱼的机器人动画
从头开始的隐藏捕手动画
通用夹具捕捉动态图像。
下图比较了传统的“折纸结构”软件执行器与“双模式”修改的折纸结构软件执行器。模式变形结构是传统“折纸结构”软件驱动的25倍。
传统折纸结构软件执行器与“双模式”可变形结构的比较。
基于三种折纸结构开发的“双模式”变体结构
研究人员根据三种非常常见的折纸结构折纸鱼结构、三浦折纸结构和吉村折纸结构，设计了一种“双模式”变形结构。
研究人员在设计“双模”可变形结构时，设计了一些特殊的“软骨架支撑”，软骨架通过高弹性硅膜连接。通过这种设计，实现了顺序“双模”改造。当“双模式”变形结构充满流体时，随着压力的增加，结构首先朝设计者希望折纸展开的方向变形，然后继续增加压力，导致整个结构不断拉伸、拉伸。扩张。
让我们浏览一下编辑器，看看三种“双模式”变体结构的表示。
第一个是基于折纸鱼结构的双模变形结构。研究人员利用这种结构创造了一种仿生吞咽鳗鱼。
基于折纸鱼的“双模”变体结构
折纸鱼结构动态图
另一种非常著名的折纸结构是三浦折叠，广泛用于地图和卫星。研究人员利用这种结构创建了一种弯曲结构，可以立即从平坦的折叠结构扩展到大体积。富有想象力的研究人员创造了一个“沙子”透明捕手，它能立即变形并抓住路过的六足机器人，这一场景被选中并登上了《科学机器人》杂志的封面。
基于三浦式折纸的“双模式”改良结构
三浦式折纸结构动态图。
双模Miura型结构动态图展示
隐形夹具捕获快速移动的机器人。
显示的最终模型是基于吉村折纸结构的“双模式”变体。结构可以从平面结构扩展扩展为圆柱形/形结构。研究人员构建了通用的软件夹具，并展示了多种抓取特性。
基于吉村式折纸的“双模式”变体结构
吉村式折纸结构动态图
通用软件夹具动态图
基于双模吉村型结构的通用机械手
“双模态”变形结构总结及应用前景
除了前面提到的一般示例之外，“双模”转换模型还可以应用于其他场景。研究人员还通过构建爬行软机器人和大白等“可拥抱”机器人来演示其他场景。“双模”结构的可能应用。
爬行软体机器人动态图
大白“抱”机器人动态照
“双模式”变形结构通过应用两种传统的变形机制膨胀和伸长，实现从小体积到极端体积的变形。本文证明这种结构提供了较大的体积变化率和相对较快的响应速度。
研究人员指出，除了文中提到的三种折纸图案外，它们的设计原理还可以应用于更多的折纸结构，例如Kresling折纸或具有扭曲和径向运动的折纸魔结构。“双模”可变形结构为材料结构和形状变形系统的研究提供了新的，为生物转化机制、便携式软体机器人、生物医学器件和活性超材料的研究和制造提供了。
视频在文章最后
所有视频的播放速度是原始视频的两倍。
参考
Woong-BaeKim、Jeong-HwanByun、Jae-KyungKim、Woo-YoungChoi、KirstenJakobsen、JoachimJakobsen、Dae-YoungLee、Gyu-JinJo34，2019年第36期；
一、为什么章鱼有八只胳膊？
章鱼只有八个可伸缩的手臂。
章鱼的每条手臂上都有两排脂肪吸盘。它通常用手腕爬行，有时通过伸展和收缩手腕之间的膜来游泳，它还紧紧抓住其他物体，并从头下的漏斗中喷出水以快速撤退。手腕的基部与称为裙子的网状组织相连，裙子的中心有一个嘴。嘴里有一对锋利的角质腭和形状粗糙的齿舌，用来刺穿贝壳并刮去果肉。
看完本文，大家应该对软体机械臂的典型例子和软体机械臂应用有所了解了吧，欢迎持续关注本站。
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