受章鱼启发的机械吸盘通过模仿分泌粘液实现稳定抓取
摘要：
一种受章鱼吸盘启发的新型吸盘可使机器人更轻松、更节能地提升和释放粗糙表面的物体。秘诀在于利用水模仿章鱼粘液。与大多数人造吸盘不同，章鱼的吸盘在表面粗糙、弯曲或不规则的物体（如岩石）上形成密封毫无问题。一段时间以来，人们一直认为这种效果几乎完全归功于吸盘组织的柔软和可塑性。
然而，布里斯托尔大学的岳天琪博士及其同事想知道，这些吸盘分泌的粘液的重要性是否被忽视了。为了弄清这个问题，他们制作了一个人造章鱼吸盘。
该装置的杯状外形与天然吸盘相同，主要由多层重叠的软硅胶组成。这使得它能在很大程度上适应粗糙表面的轮廓，就像章鱼的吸盘一样。
尽管如此，在初次接触时，设备与表面之间仍会存在一些微米大小的间隙。为了填补这些缝隙，需要通过一根附带的管子注入水。液体流入一个流体系统，在杯子底部形成一个环，就像粘液细胞在章鱼吸盘底部形成一个环一样。
当水从流体系统的微小开口渗出时，它会填满所有微小的缝隙，形成完美的密封。这样，水杯就能无限地提起并固定住物体。
由于管中的水始终保持压力，因此漏出的任何少量水都会立即被补上。当需要释放物体时，只需抬起杯子的一侧边缘，就能打破密封。
"我们相信，所提出的多尺度自适应吸力机制是一种强大的新型自适应吸力策略，它可能有助于开发多功能软粘合技术，"Tianqi 说。"目前的工业解决方案使用始终开启的气泵来主动产生吸力，但这些气泵噪音大且浪费能源。"
关于这种吸盘的论文最近发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）杂志上，下面的视频演示了这种吸盘。有趣的是，伊利诺伊大学的科学家们一直在研究一种人工章鱼吸盘，这种吸盘使用了对温度敏感的水凝胶。
