【新智元導(dǎo)讀】近期哈佛大學(xué)的研究人員研發(fā)了一款十二面體的折紙花瓣柔性機(jī)械臂RAD，能夠抵達(dá)人類無(wú)法到達(dá)的深海，捕捉海底世界的軟體動(dòng)物并將其完好無(wú)損地帶回陸地，對(duì)深海探索有極大應(yīng)用潛力。相關(guān)論文發(fā)表在ScienceRobotics發(fā)表。
絢爛多彩的海底世界，一直是科學(xué)家們積極探索的另一個(gè)神秘空間。那里有色彩斑斕的珊瑚，有純凈優(yōu)雅的水母，有各種各樣比人類存活要長(zhǎng)很多很多的遠(yuǎn)古生物。
據(jù)科學(xué)家介紹，海底世界是地球上資源最廣又開(kāi)采最少的自然環(huán)境，而且至少還有100萬(wàn)種尚未挖掘的物種。而且許多未被發(fā)現(xiàn)的水生動(dòng)物是凝膠狀的，因此超級(jí)脆弱。傳統(tǒng)的捕獲技術(shù)，如網(wǎng)，通常會(huì)破壞這些生物。
該如何探索這神秘的海底世界呢？
柔軟的機(jī)器人抓手，把海底生物握在掌心
海底危機(jī)四伏的環(huán)境并不適宜人類親自抵達(dá)，而所借助的機(jī)器人大多又粗糙堅(jiān)硬，沒(méi)辦法將古老的軟體動(dòng)物完好無(wú)損的帶回陸地。
因此，開(kāi)發(fā)一種柔軟的機(jī)器人抓手，成為解決這一問(wèn)題的出路。近期哈佛大學(xué)的研究人員就研發(fā)了這樣一款柔軟抓手，并把詳細(xì)文章發(fā)表在了《ScienceRobotics》上。
這是一款以折紙為靈感的機(jī)器人抓手，全名為RotaryActuatedDodecahedron縮寫(xiě)為RAD，它看上去像一個(gè)5瓣的花朵，當(dāng)機(jī)器人抓手的5個(gè)花瓣關(guān)合時(shí)，從外形上看是一個(gè)中空的十二面體，能夠在觀察到獵物時(shí)迅速關(guān)合并且給獵物留下足夠的空間。
機(jī)器人的5個(gè)花瓣完全相同，是通過(guò)3D打印的聚合物，這種材料質(zhì)地柔軟耐用。花瓣們被連接到一系列的旋轉(zhuǎn)接頭上，這些旋轉(zhuǎn)這頭連載一起形成支架。
這個(gè)抓手最神奇的地方，是受到折紙的啟發(fā)，機(jī)器人的5個(gè)花瓣附著在一系列的旋轉(zhuǎn)接頭上，僅需要一個(gè)電機(jī)就能讓整個(gè)結(jié)構(gòu)圍繞其關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)，KUKA機(jī)器人示教器維修，將抓手折疊成中孔的12面體。而且研究人員嘗試了集中不同的形狀，但這種12面版的效果最好。
目前這款機(jī)器人抓手已經(jīng)在水族館內(nèi)進(jìn)行了測(cè)試，它能夠成功捕獲并釋放柔軟的水母，而不對(duì)它造成任何傷害。
而且，這款機(jī)器人抓手還被安裝在了一款水下機(jī)器人機(jī)體上，并成功潛入700米海底警醒了深度測(cè)試。在遠(yuǎn)程測(cè)試中它也成功捕獲并釋放了魷魚(yú)、章魚(yú)和水母等標(biāo)本。
不僅適合深海，也適合太空中使用
這款機(jī)械手的研發(fā)兼文章的第一作者表示，RAD采樣器設(shè)計(jì)非常適合深海環(huán)境，因?yàn)樗目刂品浅：?jiǎn)單，機(jī)器人維修，因此可以使元素更少。它也是模塊化的，所以如果有什么東西壞了，我們可以簡(jiǎn)單地更換部件并將采樣器送回水中，而且這種折疊設(shè)計(jì)也非常適合在太空中使用。
研究人員正在開(kāi)發(fā)一種更耐用，庫(kù)卡機(jī)器人，更堅(jiān)固的RAD版本，用于更復(fù)雜的水下任務(wù)，如海洋地質(zhì)甚至建筑項(xiàng)目。未來(lái)，RAD還可以配備內(nèi)置攝像頭，觸摸傳感器甚至DNA測(cè)序技術(shù)。因此，除了捕捉海洋生物之外，RAD最終還是能夠在該領(lǐng)域進(jìn)行自己的研究。
有意思的是，關(guān)于這種設(shè)備，就連國(guó)家地理雜志也在網(wǎng)站上刊登并且大篇幅報(bào)道了，可想而知，這種設(shè)備的對(duì)于探測(cè)海底世界意義還是深遠(yuǎn)的。