在章鱼的所有酷事物中，它们的手臂可能是最酷的，这也成为许多仿生手臂团队研究的对象。
最早德国工业自动化公司Festo提出了仿生夹具，该公司的重点领域包括气动，伺服气动和电气自动化技术，仿生抓手无疑在技术媒体中引起了人们的注意。Festo团队为什么选择章鱼作为抓手的模型？该团队说：“章鱼是一种引人入胜的生物。” “由于它没有骨骼，几乎全部由柔软的肌肉制成，因此它也非常灵活和可操纵。这不仅意味着它可以在各个方向上灵活地游动，而且还可以贴身地抓住各种各样的物体。
章鱼三分之二的神经元在其手臂中，这意味着每条手臂实际上都有自己的控制能力。每个章鱼手臂可以解开结，打开儿童安全瓶，并缠绕任何形状或大小的猎物。即使在水下的粗糙表面上，数百只覆盖其手臂的吸盘也可以形成牢固的密封。
想象一下，如果机器人可以做到所有这些。仿生抓手可以拾取并固定各种不同的形状，或许它可以成功地抓握罐状物体，一个球，一个塑料水瓶和一个玻璃或者更多东西。
研究人员开发了一种受章鱼启发的机器人，可以抓握，移动和操纵各种物体。图片来源：Bertoldi Lab / Harvard SEAS
哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院（SEAS）和北京航空航天大学的研究人员已经开发出了一种由章鱼启发的软机器人手臂，它可以抓握，移动和操纵各种物体。其灵活的锥形设计与吸盘配合使用，使抓具牢牢抓住各种形状，大小和质地的物体，从鸡蛋到iPhone到大型健身球。
十多年前，Festo就启动了仿生学习网络。Festo与学生，大学，研究所和开发公司合作，赞助了该项目，并建立了测试平台和技术平台。目的是从仿生学中汲取灵感，以此作为新技术的灵感来源，并在工业自动化中实现这些新技术。这项研究发表在《软机器人》上。
“最近对章鱼式机器人的研究大多集中在模仿手臂的吸力或手臂的运动上，而并非同时进行，”最近获得博士学位的奥古斯特·多梅尔（August Domel）说。哈佛大学毕业生，该论文的第一作者。“我们的研究首次量化了手臂的锥形角度以及弯曲和抽吸的组合功能，这使得单个小型抓具可用于多种物体，否则将需要使用多个抓具。”
软机器人由两个阀门控制，一个阀门施加压力来弯曲手臂，另一个阀门使吸盘接合真空。通过改变压力和真空度，手臂可以附着在任何物体上，包裹起来，搬运并释放。
柔性的抓手为何重要：《麻省理工学院技术评论》的杰米·康德利夫曾说：“值得注意的是，抓握形状不规则且滑溜的物品对于大多数机器人来说都是一项艰巨的任务，而诸如此类的进步将使机器人更容易在机器人中担当更多角色。工厂和房屋。”
柔性抓手的另一个关键优势在于安全级别。费斯托此前的柔性抓手视频无疑都在说明：“它满足了软机器人组件的严格标准。” 这意味着它具有“未来协作工作空间的潜力”。
研究人员首先研究了章鱼手臂的渐缩角度，然后量化弯曲和抓取物体的哪种设计最适合软机器人。接下来，团队研究了吸盘的布局和结构，并将其纳入设计中。
北京航空航天大学学生 ，共同第一作者谢哲欣（Zhexin Xie）博士说：“我们为我们的软执行器模拟了这些吸盘的总体结构和分布。” “尽管我们的设计比生物设计要简单得多，但是这些基于真空的仿生吸盘可以附着在几乎任何物体上。”谢哲欣也是Festo触手夹爪的共同发明者，这是该技术在商业原型中的第一个完全集成的实现。
研究人员用两个阀门控制手臂，一个阀门施加压力来弯曲手臂，另一个阀门使吸盘接合真空。通过改变压力和真空度，手臂可以附着在物体上，包裹，携带和释放物体。柔软的有机硅结构是气动控制的。施加压缩空气后，触手向内弯曲并包裹物品。该团队遵循自然模型提出了自己的设计：触手内侧有两排吸盘-小吸盘和大吸盘。研究人员成功地在许多不同的物体上测试了该设备，包括薄塑料片，咖啡杯，试管，鸡蛋甚至活蟹。逐渐变细还使手臂可以挤入狭窄的空间并取回物体。
“我们的研究结果不仅为下一代软机器人执行器的创建提供了新思路，可用于夹持各种形态多样的物体，而且有助于我们理解章鱼物种的臂锥角可变性的功能意义， “该研究的共同资深作者Katia Bertoldi教授说。
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