工程师受水母启发开发新型软体机器人，比同类机器人性能更优越

北卡罗来纳州立大学和天普大学的工程师受水母启发开发新型软体机器人，可以胜过现实生活中同类机器人。新型水母机器人强调利用预应力聚合物使软体机器人更加强大的技术。

他们之前研究工作专注于制造软体机器人，这些机器人灵感来自猎豹–虽然猎豹机器人的速度非常快，但它们有僵硬的内部脊柱，现在工程师想做一个完全柔软机器人，没有内脊柱，仍然利用这种在两种稳定状态之间切换的概念，以使软体机器人移动更有力–更快速。而这次是受到水母启发。

研究人员用两层相同弹性聚合物的粘合层创造出新型软体机器人。一层聚合物具备预应力，或者说是可拉伸的。第二层没有预应力，包含一个空气通道。

工程师可以通过将空气泵入通道层使机器人’弯曲’，通过控制预应力层的相对厚度控制弯曲方向。

工作原理：当与第三层无应力层（称为中间层）结合时，预应力层希望向特定方向移动。例如，你可能有一块聚合带，通过向两个方向拉动而受到预应力。将预应力材料附着到中间层后，最终结果将是一个想要向下弯曲的双层条带。如果该双层条带，也就是预应力层，比带有空气通道的层薄，那么当空气被抽入通道层时，那条皱曲线就会弯曲成微笑曲线。但是，如果预应力层比通道层厚，当空气被抽入通道层时，皱曲线将变得越来越明显。无论哪种情况，一旦让空气离开通道层，材料就会恢复到原来的 “静止 “状态。

事实上，这个简单的例子描述了研究团队创造的一种软体机器人，即像一个快速移动的软体爬虫。它类似于一只幼虫蜷缩身体，然后在快速释放储存的能量时向前跳跃。

水母机器人的结构稍显复杂一点，预应力盘状层向四个方向拉伸。通道层也不一样，由环状气道组成。最终结果是一个看起来像水母的圆顶。

当水母机器人 “放松 “时，圆顶就会弯曲。当空气被抽入通道层时，圆顶迅速向下弯曲，把水推出去，推动自己前进。在实验测试中，水母机器人的平均速度为每秒53.3毫米。考虑到研究人员所研究的三种水母都没有超过平均每秒30毫米的速度，这还算不错。

最后，研究人员创造了一个三叉抓取机器人。大多数抓手在“放松”时会张开，并且在货物从A点提升和移动到B点时需要能量抓紧货物。但研究人员使用预应力层创建默认位置为紧闭的夹持器。打开夹持器需要能量，但一旦它们就位，夹持器就会恢复到 “休息 “模式–紧紧抓住货物。这样做的好处是，运输过程中不需要能量固定物体，这样效率更高。该研究工作是在美国国家科学基金会（National Science Foundation）的资助下完成的。你可以通过这里观看研发的机器人视频。