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一些最巧妙的技术受到了大自然的启发。从功能类似于头足类动物皮肤的变色材料到外观和动作都像真正蟑螂的微型仿生机器人，一些生物的非凡适应能力提升了我们的技术能力。现在，章鱼正在伸出一只手臂——或者说一个吸盘。

章鱼触手具有非常强壮的吸盘和粘附能力，对于需要捡起并抓住它们的软机器人来说可能是一种资产。现有的人工吸盘在岩石和贝壳等不规则表面存在问题。章鱼和鱿鱼等头足类动物已经进化出生物吸盘，可以适应每个表面并附着在它们上面。这就是为什么布里斯托大学的一个研究团队在 Tianqi Yue 领导下创造了比以往任何时候都更接近真实的机器人吸盘。

生物吸盘具有优势的一个原因是粘液分泌，使它们能够更好地粘附在不规则的表面上。虽然机器人吸盘不能完全到达那里，但 Yue 想出了一种让它们使用水而不是粘液的方法。

“生物体灵巧地变形它们的软体，在基质上形成粗糙的形状构象，”岳和他的团队在最近发表在 PNAS 上的一项研究中说。“然后，它们使用吸盘内的机械感受器来感知吸力泄漏并分泌适量的粘液以形成有效的粘液密封。”

那么，你想成为一只章鱼吗？

当章鱼手臂上的吸盘（检测表面纹理等刺激）向它的大脑发送信息时，章鱼手臂上的吸盘会抓住东西，告诉动物吸盘应该如何变形以尽可能少地泄漏地粘附在该表面。机械感受器还告诉吸盘要产生多少粘液才能获得最佳抓地力。肌肉收缩以降低吸盘内的水压。章鱼可以通过让肌肉释放紧张来从物体上分离。

这不是吸盘第一次受到高度适应性章鱼吸盘的启发。一些型号使用加压室，旨在推动表面并使其顺应表面。其他人则更专注于匹配生物吸盘的形态。这包括给吸盘提供微齿，即章鱼吸盘上微小的牙齿状突起，使它们具有更强的抓地力。

以前的人工构象方法已经取得了一些成功，但它们可能很容易从吸盘和它试图粘附的表面之间的间隙中泄漏，并且它们通常需要真空泵来运行。Yue 和他的团队创造了一种在形态和机械上类似于章鱼的吸盘。

吸盘是具有极强柔韧性的肌肉结构，可帮助它们顺应物体而不会泄漏，在抓住物体时收缩，并在放开物体时释放张力。这激发了研究人员用内部的硅胶海绵材料和外部的柔软硅胶垫制作吸盘。

对于最终的仿生学，Yue 认为解决以前模型所遇到问题的答案是想出一个模拟章鱼吸盘粘液分泌的吸盘。

这真的很糟糕

头足类动物的吸力以前被认为是这些生物柔软、灵活的身体的产物，这些身体很容易变形以适应它需要抓握的任何表面。粘液分泌物大多被忽视了，直到 Yue 决定将其纳入他的机器人吸盘中。

众所周知，软体动物粘液的粘度是水的五倍。对于 Yue 的吸盘来说，一种人工流体系统旨在模拟生物吸盘上腺体释放的分泌物，在吸盘和它所粘附的表面之间形成液体密封，几乎可以消除间隙。它可能没有章鱼粘液的力量，但对于机器人来说，水是下一个最佳选择，当它去探索时，它可能在水下洞穴或海底。

即使没有实际的粘液，也有发现带有水封的吸盘在物体上的悬挂时间是没有水封的吸盘的 55 倍。

吸盘和它所粘附的表面之间存在间隙问题。间隙越大，吸盘失去抓地力的速度就越快。人造吸盘首先尝试尽可能机械地贴合表面。虽然这应该使任何间隙变小，但这些间隙随后被人工流体系统密封。注射器将通过直接连接到吸盘的管子泵送空气，以便每次试验都可以重置。

当面对具有挑战性的表面时，例如具有粗糙纹理和许多曲线的岩石和塑料人物，其机械臂上的硅胶吸盘能够适应它们并长时间保持其抓握，几乎没有任何泄漏。

“[我们的] 抽吸机制展示了液体调节在改善吸力适应方面的巨大潜力，并在具有挑战性的复杂干燥表面上显示出强大的适应性吸力，”研究人员说。“它为下一代机器人提供了一种独特、低成本、清洁和强大的软粘附策略。”

既然技术已经创造了如此令人毛骨悚然的逼真吸盘，那么当心它们的整个触手都装满了它们。

关键词： 机器人 适应周围环境